Vedci zistili, že dlhoveké organizmy často vykazovali vyššiu expresiu génov zapojených do opravy DNA, transportu RNA a organizácie bunkovej kostry a nižšiu expresiu génov zapojených do zápalu a spotreby energie.
Výskumníci z University of Rochester, ktorí sa zaujímajú o genetiku dlhovekosti, navrhujú nové ciele v boji proti starnutiu a poruchám súvisiacim s vekom.
Cicavce starnú výrazne odlišným tempom vytvoreným prirodzeným výberom. Nahé krtokrysy sa napríklad môžu dožiť až 41 rokov, čo je 10-krát dlhšie ako u potkanov a iných hlodavcov porovnateľnej veľkosti.
Aký je dôvod dlhovekosti? Podľa nedávnej štúdie biológov je to dôležitá súčasť skladačky University of Rochester, Nachádza sa v mechanizmoch, ktoré riadia expresiu génov.
Vera Gorbunova, profesorka biológie a medicíny Doris Johns Cherry, Andrei Seluanov, prvý autor publikácie, Jinlong Lu, postdoktorandský výskumný pracovník v laboratóriu Gorbunova, a ďalší výskumníci sa v nedávno publikovanom článku zaoberali génmi súvisiacimi s dlhovekosťou. bunkový metabolizmus.
Ich zistenia ukázali, že pre dlhovekosť sú dôležité dva regulačné mechanizmy kontrolujúce génovú expresiu, známe ako cirkadiánne a pluripotenciálne siete. Objavy sú dôležité pre pochopenie toho, ako vzniká dlhovekosť, ako aj pre poskytnutie nových cieľov v boji proti starnutiu a poruchám súvisiacim s vekom.
Porovnaním vzorcov génovej expresie 26 druhov s rôznymi dĺžkami života biológovia z University of Rochester zistili, že charakteristiky rôznych génov boli kontrolované cirkadiánnymi alebo pluripotenciálnymi sieťami. kredit: University of Rochester Illustration / Julia Joshpe
porovnanie génov dlhovekosti
Výskumníci analyzovali vzorce génovej expresie 26 druhov cicavcov s maximálnou dĺžkou života od dvoch rokov (inteligentné) do 41 rokov (nahé krtokrysy). Objavili tisíce génov, ktoré buď pozitívne alebo negatívne korelovali s dlhovekosťou a maximálnou dĺžkou života druhu.
Zistili, že druhy, ktoré žili dlhšie, mali nižšiu expresiu génov zapojených do energetického metabolizmu a zápalu; a vyššiu expresiu génov zapojených do[{“ attribute=““>DNA repair, RNA transport, and organization of cellular skeleton (or microtubules). Previous research by Gorbunova and Seluanov has shown that features such as more efficient DNA repair and a weaker inflammatory response are characteristic of mammals with long lifespans.
The opposite was true for short-lived species, which tended to have high expression of genes involved in energy metabolism and inflammation and low expression of genes involved in DNA repair, RNA transport, and microtubule organization.
Two pillars of longevity
When the researchers analyzed the mechanisms that regulate the expression of these genes, they found two major systems at play. The negative lifespan genes—those involved in energy metabolism and inflammation—are controlled by circadian networks. That is, their expression is limited to a particular time of day, which may help limit the overall expression of the genes in long-lived species.
This means we can exercise at least some control over the negative lifespan genes.
“To live longer, we have to maintain healthy sleep schedules and avoid exposure to light at night as it may increase the expression of the negative lifespan genes,” Gorbunova says.
On the other hand, positive lifespan genes—those involved in DNA repair, RNA transport, and microtubules—are controlled by what is called the pluripotency network. The pluripotency network is involved in reprogramming somatic cells—any cells that are not reproductive cells—into embryonic cells, which can more readily rejuvenate and regenerate, by repackaging DNA that becomes disorganized as we age.
“We discovered that evolution has activated the pluripotency network to achieve a longer lifespan,” Gorbunova says.
The pluripotency network and its relationship to positive lifespan genes is, therefore “an important finding for understanding how longevity evolves,” Seluanov says. “Furthermore, it can pave the way for new antiaging interventions that activate the key positive lifespan genes. We would expect that successful antiaging interventions would include increasing the expression of the positive lifespan genes and decreasing the expression of negative lifespan genes.”
Reference: “Comparative transcriptomics reveals circadian and pluripotency networks as two pillars of longevity regulation” by J. Yuyang Lu, Matthew Simon, Yang Zhao, Julia Ablaeva, Nancy Corson, Yongwook Choi, KayLene Y.H. Yamada, Nicholas J. Schork, Wendy R. Hood, Geoffrey E. Hill, Richard A. Miller, Andrei Seluanov and Vera Gorbunova, 16 May 2022, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2022.04.011
The study was funded by the National Institute on Aging.
