Οι επιστήμονες σχεδόν διπλασίασαν τη μακροζωία των κυττάρων ζύμης με ένα έξυπνο γενετικό χάκ

Οι επιστήμονες σχεδόν διπλασίασαν τη μακροζωία των κυττάρων ζύμης με ένα έξυπνο γενετικό χάκ

Χρονική σήμανση: 8 Μαΐου 2023 10:00 π.μ.
Οι επιστήμονες σχεδόν διπλασίασαν τη μακροζωία των κυττάρων ζύμης με μια έξυπνη γενετική παραβίαση δεδομένων PlatoBlockchain. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Ενώ η ανθρώπινη γήρανση είναι το αποτέλεσμα πολλών αλληλένδετων διαδικασιών, μία από τις πιο θεμελιώδεις είναι η φυσική φθοράrαγωγή μεμονωμένων κυττάρων. Τώρα οι ερευνητές έχουν δείξει ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συνθετική βιολογία για να παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των κυττάρων ζύμης.

Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει ήταν μια επανάσταση στην κατανόησή μας για τη βιολογία της γήρανσης. Αυτό ανοίγει την πόρτα σε δοκιμές που μπορεί να εκτιμήσει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη «βιολογική μας ηλικία» καθώς και ιατρικές παρεμβάσεις που θα μπορούσε να βοηθήσει να γυρίσει το ρολόι πίσω. Και η υπόσχεση είναι τεράστια - η εύρεση τρόπων καθυστέρησης της γήρανσης θα μπορούσε να δώσει στην οικονομία α ώθηση πολλών τρισεκατομμυρίων δολαρίων, για να μην αναφέρουμε τη βελτίωση της ικανοποίησης από τη ζωή για εκατομμύρια ανθρώπους.

Αλλά η γήρανση δεν είναι μια ενιαία γραμμική διαδικασία και επηρεάζεται από πολλαπλές βιολογικές οδούς. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι η διαδικασία με την οποία μεμονωμένα κύτταρα στο σώμα μαςες γερνάει και πεθαίνει. Τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια του Σαν Ντιέγκο έχουν δείξει ότι μπορούν να χειριστούν τους μηχανισμούς πίσω από την κυτταρική γήρανση για να ενισχύσουν τη διάρκεια ζωής των κυττάρων ζύμης έως και 82 τοις εκατό.

"Η εργασία μας αντιπροσωπεύει μια απόδειξη της ιδέας, που καταδεικνύει την επιτυχημένη εφαρμογή της συνθετικής βιολογίας για τον επαναπρογραμματισμό της διαδικασίας κυτταρικής γήρανσης και μπορεί να θέσει τα θεμέλια για το σχεδιασμό συνθετικών γονιδιακών κυκλωμάτωνts να προωθήσει αποτελεσματικά τη μακροζωία σε πιο σύνθετους οργανισμούς», γράφουν οι ερευνητέςoεσύ μέσα ένα χαρτί που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα in Επιστήμη.

Το έργο βασίζεται σε ένα βασική ανακάλυψη το γρoup έγινε το 2020, όταν διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα της ζύμης μπορούν να γεράσουν με δύο διαφορετικούς τρόπους. Περίπου οι μισοί από αυτούς είδαν τον πυρήνα του κυττάρουus, που φιλοξενεί το γονιδίωμα, σιγά σιγά καταρρέουν, ενώ το άλλο μισό είδε τις κρίσιμες δομές παραγωγής ενέργειας που ονομάζονται μιτοχόνδρια σταδιακά να επιδεινώνονται.

Αποδείχθηκε ότι αυτές οι δύο διαδικασίες καθοδηγούνταν από γενετικά μονοπάτια που αλληλεπιδρούσαν και ήταν ικανά να καταστείλουν το ένα το άλλο. Οι τυχαίες διαταραχές στο κύτταρο αρκετά νωρίς στη ζωή του προκαλούν μία από αυτές τις διαδικασίες να κερδίσει το πάνω χέρι, με αποτέλεσμα ένα είδος γενετικού «διακόπτη εναλλαγής» που δεσμεύει το κύτταρο σε μία από τις δύο οδούς γήρανσης.

Στο δικό τους νέος σε χαρτί, οι ερευνητές αποφάσισαν να αντικαταστήσουν αυτόν τον διακόπτη εναλλαγής με μια συσκευή που μοιάζει με ρολόι που ονομάζεται ταλαντωτής που θα έκανε το κελί να χτυπά μπρος-πίσω μεταξύ του δύο μονοπάτια γήρανσης. Για να το κάνουν αυτό, χρησιμοποίησαν αρχικά προσομοιώσεις υπολογιστή για να κατανοήσουν πώς λειτουργούσε το υπάρχον κύκλωμα γήρανσης και μετά χρησιμοποίησαν το thστην κατανόηση να κατασκευάσει ένα νέο κύκλωμα.

Έβαλαν ουe κύκλωμα στα κύτταρα ζύμης και μέτρησε πώς επηρέασε τη γήρανση τους. Τα επανακαλωδιωμένα κύτταρα κινούνταν πέρα ​​δώθε μεταξύ των δύο καταστάσεων γήρανσης, όπως ήταν αναμενόμενο, χωρίς ποτέ να δεσμευτούν σε μία. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτό οδήγησε σε σχεδόν διπλασιασμό της διάρκειας ζωής σε σύγκριση με τα τυπικά κύτταρα.

In a σχετική προοπτική δημοσίευσευπόστεγο μέσα Επιστήμη, Howard Salis από το Pennsylvania State University said οι ερευνητές δείχνουνed ότι «ένας δρόμος για την κατανόηση και τον έλεγχο της κυτταρικής γήρανσης είναι η μέτρηση της δυναμικής αυτών των μονοπατιών, η ανάπτυξη μοντέλων σε όλο το σύστημα και η εφαρμογή μαθηματικών αναλύσεων για τον εντοπισμό των ρυθμιζόμενων κουμπιών και των εναλλάξιμων καλωδίων που μπορούν να χειριστούν για να ανακατευθύνουν τη φυσική δυναμική ενός κυττάρου μακριά από τη γήρανση και προς τη διατήρηση υγιών κυτταρικών καταστάσεων».

Η μετάφραση της δουλειάς τους σε κύτταρα ζυμομύκητα ώστε να μπορεί να λειτουργήσει σε ανθρώπους θα χρειαστεί a αρκετή δουλειά, αλλά οι ερευνητές λένε ότι έχουν ήδη αρχίσει να πειραματίζονται με ανθρώπινα κύτταρα. Και ο Nan Hao, ο οποίος ηγήθηκε του research, είπε Μέγγενη ότι tαυτός απΗ προσέγγιση θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε βιώσιμες θεραπείες.

"Δεν καταλαβαίνω γιατί δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε πιο πολύπλοκους οργανισμούς», είπε. «Αν πρόκειται να εισαχθεί στους ανθρώπους, τότε θα είναι μια συγκεκριμένη μορφή γονιδιακής θεραπείας. Φυσικά, είναι ακόμη πολύς δρόμος μπροστά και οι κύριες ανησυχίες αφορούν την ηθική και την ασφάλεια».

Ωστόσο, εάν αυτά τα εμπόδια μπορούν να ξεπεραστούν, αυτό μπορεί να αντιπροσωπεύει μια θεμελιώδη ανακάλυψη στην προσπάθειά μας να επιβραδύνουμε την αναπόφευκτη πορεία του χρόνου.

Image Credit: Ernesto Del Aguila III, NHGRI/NIH

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Κέντρο μοναδικότητας