Tyske forskere avslører stor hemmelighet av evig ungdom

Hva gjør oss alder? - Ungdomens hemmelighet
Forskere ved Institutt for molekylærbiologi (IMB) i Mainz har oppnådd et gjennombrudd i forskning i aldringsprosessen. Forskerne kunne bevise at genetiske faktorer kan bremse aldring. Disse faktorene fører imidlertid til at prosessen øker etter hvert som folk blir eldre.

I rundormen av arten Caenorhabditis elegans har Dr. med. Holger Richly og hans kolleger oppdaget genetiske faktorer som reduserer aldring i unge dyr, men fremskynder det senere i livet. Utrolig, de identifiserte gener kontrollerer intracellulær prosessen med autofagi, som nedbryter ikke-funksjonelle cellekomponenter og er generelt tilskrevet helseproduserende egenskaper. Forskningsresultatene ble nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet "Genes & Development" og gir første indikasjoner på hvordan aldringsprosessen har oppstått som et uunngåelig byprodukt av evolusjon.

For alltid ung. Dette er en gammel menneskelig drøm. Forskere er på sporet. (Bilde: Dan Race / fotolia.com)

I publikasjonen viser forskerne at levetiden forlenges når autofagsprosessen er nedregulert hos eldre dyr, noe som fører til vedlikehold av sunne nerveceller og generelt til bedre helse. Disse nye funnene kan også ha implikasjoner for behandling av neurodegenerative sykdommer som Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons, hvor autofagsprosessen også spiller en rolle.

Hvert menneske og nesten alle arter på vår planet er aldring. Spørsmålet er: hvorfor? Ifølge Charles Darwins evolusjonsteori betyr naturlig utvelgelse at levende organismer som optimaliserer seg til en habitat, har større sjanse til å overleve og overføre sine gener til etterfølgende generasjoner. Jo mer vellykket egenskapene til visse gener støtter forplantningen, jo mer er valgt for disse gener. På denne bakgrunn utviklet George C. Williams i 1957 antagonistisk pleiotropi (AP) en aldringshypotes som sier at evolusjonen velger gener som er gunstige i ungdoms- og reproduktive perioden, men har negative effekter i alderen. Selv om denne teorien er matematisk begrunnet, har det hittil vært lite eksperimentelt bevis på at gener oppfører seg i henhold til denne hypotesen.

I hennes nå tilgjengelige publikasjon "Neuronal inhibering av det autophagiske nukleasjonskomplekset utvider levetiden i post-reproduktive C. elegans". Holger Richly og hans laboratorium på IMB i Mainz har vist at mange gener viser en AP-adferd og på den måten akselerere aldringsprosessen. Selv om forskerlaget bare studerte en brøkdel av genomet av Caenorhabditis elegans med 800 av ca. 20.000 gener, kunne forskerne finne et betydelig antall 30 gener som oppfører seg i henhold til AP-teorien. "Med tanke på at vi bare testet fire prosent av ormens gener på skjermen, er det sannsynlig at mange andre AP-gener kan identifiseres, sier Jonathan Byrne, en tidligere Ph.D. Holger Rich på IMB og en av de to hovedforfatterne av studien.

"Beviset om at aldring er drevet av evolusjon var ikke den eneste overraskelsen i vår forskning," legger Thomas Wilhelm, medforfatter for publikasjonen. "Det som overrasket oss mest, var å gjenkjenne de grunnleggende biologiske prosessene som er involvert i de identifiserte genene." Forskerne fant at autofagi, som er en viktig resirkuleringsprosess, er nødvendig for å opprettholde liv og lang levetid , viser en veldig sterk AP-adferd. "På dette tidspunktet var vår forskning veldig fascinerende," dr. Holger Richly, forskningsgruppe leder ved IMB og prosjektleder for denne studien. Det er velkjent at autofageprosessen blir verre og verre med alderen, men forfatterne av studien viser at det er helt dysfunksjonelt og til og med skadelig i eldre ormer. Molekylære biologer har vist at downregulerende nøkkelgener som initierer autofagsprosessen, øker levetiden dramatisk.

"Disse funnene burde få oss til å tenke og lede oss til å kritisere våre teorier om autophagy," dr. Holger forklarer rikelig, "Autophagy har nesten alltid blitt ansett som gunstig, selv om det nesten ikke virker. I motsetning til dette viser vi de alvorlige, negative konsekvensene som kan oppstå når autofagien gradvis kollapser sent i livet, og at det ville være bedre å omgå autofagi i alderen. Dette er klassisk antagonistisk pleiotropi: i unge ormer fungerer autofag godt og er avgjørende for dyrets utvikling, men etter reproduksjon blir det defekt og får dyrene til å bli eldre. "

Som en del av hennes forskning har Richly og hans team lyktes i å knytte opprinnelsen til den aldrende fenotypen til et bestemt vev som kalles nevroner. Deaktivering av autophagy i nevroner av gamle ormer forlenger ikke bare levetiden, men forbedrer også dyrs helse dramatisk. "Det er som om vi tar medisin halvveis gjennom våre liv som hjelper oss til å holde oss i form og unge og leve lenger. Det må være noe slikt for ormer, sier Thomas Wilhelm. "Vi slår av autofagi bare i ett vev og det er en endring i hele dyret. Nevronene i behandlede ormer er sunnere, og vi tror at dette er grunnen til at resten av kroppen og spesielt musklene blir sunne. Bunnlinjen er at det fører til en forlengelse på 50 prosent. "

Selv om forfatterne ennå ikke vet nøyaktig hvilken mekanisme som holder nevronene sunne, kan resultatene av studien gi viktige ledetråder. "Det er mange nevrologiske lidelser assosiert med dysfunksjonell autofagi, som Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons. Det ville være mulig for autofaggenene som ble identifisert i vår studie for å åpne opp nye terapeutiske alternativer, sier Wilhelm. Selv om slike behandlinger fortsatt er langt unna, er muligheten for at de nye funnene blir overført til mennesker lovende.

slipp:
William T, Byrne J, Medina R, Kolundzic E, J Geisinger, Hajduskova M, Tursun B, og Rikt H (2017). Neuronal inhibering av autophagy nucleation komplekset utvider levetiden i post-reproduktive C. elegans. Genes Dev. 31, (15),
DOI: 10.1101 / gad.301648.117