מדענים סינים זיהו גן מפתח האחראי להזדקנות. העבודה הייתה אדירה. בעזרת טכנולוגיה מיוחדת, מדענים "חתכו" ולמדו יותר מ -20 אלף גנים. אולי, הודות לטיפול גנטי, ניתן יהיה להגדיל את תוחלת החיים הטבעית, כותב קג'י ריבאו.
במהלך ניסויים בבעלי חיים, מדענים הוכיחו כי הפעלה של הגן KAT7 יכולה להאט את תהליך ההזדקנות הטבעי. כתוצאה מכך, 81% מהעכברים שבהם הגן הזה הופעל הצליחו לחיות יותר מ -130 שבועות (כ -80 שנה מבחינת גיל האדם). בקרב עכברים שלא עברו טיפול גנטי, רק 27% הצליחו לשרוד עד 130 שבועות.
במהלך חייהם, אנשים מנסים לשמר את נעוריהם זמן רב ככל האפשר, תוך שימוש באמצעים שונים המונעים כביכול הזדקנות. למרבה הצער, כלים אלה אינם פותרים את הבעיה העיקרית. האם ניתן באופן כללי לעצור את הזדקנות האורגניזם בפעולה אחת?
ב -7 בינואר פרסם כתב העת Science Translational Medicine תוצאות מחקר שנמשך שש שנים על ידי צוות מדענים מהאקדמיה הסינית למדעים ומאוניברסיטת פקין. באמצעות פלטפורמת עריכת גנום, הם הצליחו לזהות גן מפתח האחראי להזדקנות. זהו הגן KAT7 המקודד היסטון אצטיל -טרנספראז.
מיפוי דיוק גבוה של הגנום האנושי
בשנת 2015, צוות מחקר מהמכון לחקר בעלי חיים באקדמיה הסינית למדעים בראשות ליו גואנגהוי וקו ג'ינג ייסד שיתוף פעולה עם צוותי מחקר בראשות טאנג פולאו מאוניברסיטת פקין וז'אנג וייקי מהמכון הגנומי של בייג'ינג באקדמיה הסינית. של מדעים. באמצעות טכנולוגיית ה- CRISPR "מספריים גנטיים", מדענים מיפו יותר מ -20 אלף גנים הכלולים בגנום האנושי בזה אחר זה. בעזרת "מספריים גנטיים" הגן "האחראי לתכונה מסוימת" נחתך "בתא. לפיכך, בוצע מחקר על מצב התא לאחר הפעלת גנים. תאים צעירים נותרו לניתוח נוסף, ובמהלכו נקבע איזו הפעלה של הגן תוביל להגדלת תוחלת החיים של התא.
זו הייתה עבודה מייגעת וגוזלת זמן. כל תא היה צריך לחתוך בזהירות, לנטרל אותו ולאחר מכן לבדוק אם הוא לא יפעיל את הגן הזה על מאות תאים. יתר על כן, מדענים בחנו יותר מ -20 אלף גנים הכלולים בגנום האנושי, וכל אחד מהם דרש שלושה עד שישה "מספריים" שונים. לפיכך, עשרות מיליוני תאים גדלו ונבחרו כדי להשיג תוצאות מדויקות.
לאחר עיבוד כמות כה גדולה של נתונים, צוות המחקר זיהה יותר ממאה גנים חדשים המשפיעים על הזדקנות תאים אנושיים ובדק את תפקודי 50 הגנים הראשונים. כתוצאה מכך, נמצא כי הפעלה של גנים אלה עלולה להאט את ההזדקנות של תאי גזע מזנכימיים אנושיים.
הפעלה של גן מפתח יכולה למנוע הזדקנות
בין 50 גנים, ל- KAT7, המקודד היסטון אצטיל -טרנספראז, הייתה ההשפעה הגדולה ביותר על תהליך ההזדקנות.
במהלך ניסויים בבעלי חיים, מדענים הוכיחו כי הפעלה של הגן KAT7 יכולה להאט את תהליך ההזדקנות הטבעי. כתוצאה מכך, 81% מהעכברים שבהם הגן הזה הופעל הצליחו לחיות יותר מ -130 שבועות (כ -80 שנה מבחינת גיל האדם). בקרב עכברים שלא עברו טיפול גנטי, רק 27% הצליחו לשרוד עד 130 שבועות.
ביטול הגן המפתח KAT7 בעכברים הסובלים מפרוגריה (תסמונת הזדקנות מוקדמת) הגדיל את תוחלת החיים הממוצעת שלהם ביותר מ -20%. "היקף הגידול הזה מרשים. בסופו של דבר, אנו משפיעים רק על אחד מתוך עשרות האלפים הכלולים בגנום כולו ", אמר ג'אנג וייקי, חוקר במכון הגנומי של בייג'ין באקדמיה הסינית למדעים ואחד ממחברי המאמר.
בנוסף, המדענים גם אישרו כי עיכוב וחוסר הפעלה של הגן המפתח KAT7 מאט את הזדקנות תאי הכבד האנושיים, וגם מפחית את רמת הביטוי של גורמים פרו-דלקתיים המובילים להזדקנות בגוף.
כיצד יכולה הפעלה של הגן המפתח KAT7 למנוע הזדקנות?
קוו ג'ינג, חוקר במכון למחקר בעלי חיים באקדמיה הסינית למדעים, הסביר כי החלבון המקודד על ידי הגן KAT7 הוא אצטיל -טרנספראז שיכול להוסיף קבוצה "אצטיל" להיסטונים. היסטונים הם חלבונים השזורים ב- DNA בגרעין, שיחד עם DNA יוצרים יחד כרומוזום. מדענים גילו כי KAT7 מעורר את ביטוי הגנים ומעורר הזדקנות תאים על ידי זרז סלקטיבי של תגובת אצטילציה של היסטון (H3K14). מחקר מוקדם שפורסם בכתב העת Nature הראה כי ביטול הגן המפתח KAT7 מסייע בטיפול בלוקמיה. לפיכך, אנו רואים שגן זה אינו מקודד רק לאצטיל -טרנספראז, השפעתו על גוף האדם די גדולה.
מפה גנטית שלמה יותר של הזדקנות תיערך בהדרגה
המחקר הנוכחי זיהה כמאה גנים חדשים האחראים להזדקנות, מה שמאשר גם את השיפוט המוקדם של הצוות כי הגנים שכבר ידועים הקשורים להזדקנות הם רק חלק קטן, וישנם הרבה יותר גנים לא ידועים. מדענים העלו תוצאות מחקר ונתונים רלוונטיים למאגר מידע (מה שמכונה "מפת ההזדקנות הגנטית"), שיכול לשמש ולעדכן עמיתים וחוקרים מסין וממדינות אחרות.
"הכוונה המקורית שלנו הייתה להרחיב את הידע על הזדקנות. בהתבסס על העבודה שבוצעה, המפה הגנטית של ההזדקנות תתחדש בהדרגה ". על פי Qu Jing, ההזדקנות האישית מלווה בהצטברות מתמשכת של תאים מזדקנים ברקמות ובאיברים; חיסול או התחדשות של תאים כאלה יכול להפחית את הסיכון לפתח מחלות רקמות ניווניות ולהאריך את משך החיים הבריאים. נתונים חדשים מראים כי טיפול גנטי המבוסס על אי -הפעלת גן בודד עשוי להגדיל את תוחלת החיים הטבעית של היונקים.
