5 प्रजातियों में इस दीर्घायु अध्ययन ने उम्र बढ़ने को उलटने का एक नया मार्ग खोजा

हमारे शरीर की आणविक मशीनरी उम्र के साथ टूट जाती है।

डीएनए म्यूटेशन जमा करता है। उनके सुरक्षात्मक सिरे मिट जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका का ऊर्जा कारखाना, लड़खड़ाता है और टूट जाता है। प्रतिरक्षा प्रणाली चरमरा जाती है। स्टेम सेल का रिजर्व पूल घटता जाता है, जबकि कुछ परिपक्व कोशिकाएं एक ज़ोंबी जैसी स्थिति में प्रवेश करती हैं, जिससे उनके वातावरण में जहरीले रसायन फैलते हैं।

तस्वीर भयानक लगती है, लेकिन यह सब बुरी खबर नहीं है। बुढ़ापा एक जटिल पहेली है। अलग-अलग टुकड़ों को ढूंढकर, वैज्ञानिक इस बात की पूरी तस्वीर इकट्ठा कर सकते हैं कि हम उम्र कैसे और क्यों बढ़ाते हैं - और उम्र से संबंधित लक्षणों को दूर करने के लिए नए तरीके इंजीनियर करते हैं।

पहले ही कुछ सफलता मिल चुकी है। सेनोलिटिक्स- दवाएं जो ज़ोंबी कोशिकाओं को मारती हैं-पहले से ही नैदानिक ​​परीक्षणों में हैं. आंशिक रीप्रोग्रामिंग, जो एक सेल की पहचान को मिटा देता है और इसे वापस स्टेम-सेल जैसी स्थिति में बदल देता है, एक आशाजनक वैकल्पिक उपचार के रूप में भाप प्राप्त कर रहा है, और यह सिलिकॉन वैली में सबसे लंबे समय तक रहने वाले निवेशों में से एक है।

एक नए अध्ययन से in प्रकृति उम्र बढ़ने की पहेली के लिए एक और टुकड़ा खोजा। विकासवादी पैमाने पर पाँच प्रजातियों में- कीड़े, मक्खियाँ, चूहे, चूहे और इंसान- टीम ने एक महत्वपूर्ण आणविक प्रक्रिया का सम्मान किया जो शरीर के अंदर हर एक कोशिका को शक्ति प्रदान करती है और उम्र के साथ कम हो जाती है।

प्रक्रिया, जिसे प्रतिलेखन कहा जाता है, हमारी आनुवंशिक सामग्री को प्रोटीन में बदलने का पहला कदम है। यहां, डीएनए अक्षरों को आरएनए नामक "मैसेंजर" में फिर से काम किया जाता है, जो प्रोटीन बनाने के लिए सेल के अन्य हिस्सों में सूचना को बंद कर देता है।

वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि प्रतिलेखन उम्र बढ़ने के साथ खराब हो सकता है, लेकिन नया अध्ययन इस बात का प्रमाण देता है कि यह एक मोड़ के साथ नहीं है। परीक्षण की गई सभी पाँच प्रजातियों में, जैसे-जैसे जीव बड़ा होता गया, प्रक्रिया आश्चर्यजनक रूप से तेज होती गई। लेकिन जब आंखों पर पट्टी बांधकर तेजी से टाइप करने की कोशिश की जाती है, तो त्रुटि दर भी बढ़ जाती है।

एक समाधान है। जीवनकाल बढ़ाने के लिए जाने जाने वाले दो हस्तक्षेपों का उपयोग करते हुए, टीम चूहों सहित कई प्रजातियों में प्रतिलेखन को धीमा करने में सक्षम थी। अनुवांशिक उत्परिवर्तन जिसने मैला प्रतिलेखन को उलट दिया, ने भी कीड़े और फल मक्खियों में जीवनकाल बढ़ाया, और मानव कोशिकाओं की विभाजित करने और बढ़ने की क्षमता को बढ़ावा दिया।

उम्र बढ़ने की नई बानगी शायद ही मानव परीक्षण के लिए तैयार हो। लेकिन "यह समझने का एक मौलिक नया क्षेत्र खोलता है कि हम कैसे और क्यों उम्र बढ़ाते हैं," कहा UNSW सिडनी में डॉ. लिंडसे वू, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

द जेनेटिक एडिटर

हमारे जेनेटिक ब्लूप्रिंट को प्रोटीन में बदलना दो चरणों वाली प्रक्रिया है।

सबसे पहले, डीएनए के चार अक्षर-ए, टी, सी और जी-आरएनए में लिखे गए हैं। साथ ही चार अक्षरों से बना, आरएनए मूल रूप से आणविक नोट हैं जो सेल के प्रोटीन बनाने वाले कारखाने को संदेश देने के लिए डीएनए के सीमित स्थान को पीछे छोड़ सकते हैं। वहां, आरएनए का प्रोटीन की भाषा में अनुवाद किया जाता है।

पहला कदम - डीएनए को आरएनए में बदलना - जितना लगता है उससे कहीं ज्यादा कठिन है। अंतरिक्ष को बचाने के लिए, डीएनए प्रोटीन के एक समूह के चारों ओर कसकर लपेटा जाता है जिसे हिस्टोन कहा जाता है, जैसे कि शतावरी के आठ डंठल के आसपास बेकन। यह आनुवंशिक जानकारी को प्रभावी ढंग से "छुपाता" है, जिससे सेल को पढ़ना असंभव हो जाता है।

डीएनए को खोलने और इसे ट्रांसक्रिप्शन के लिए तैयार करने में प्रोटीन सहायकों का एक पूरा गांव लगता है। लेकिन तारा पोल II (आरएनए पोलीमरेज़ II) है, एक विशाल मल्टीकॉम्प्लेक्स जो डीएनए स्ट्रैंड के साथ चलता है जो इसे आरएनए के शुरुआती संस्करण में बदलने में मदद करता है, जिसे उपयुक्त रूप से प्री-आरएनए कहा जाता है।

एक शाब्दिक वाक्य की तरह, प्री-आरएनए को फिर प्रोटीन के निर्माण के लिए पिथियर अनुक्रमों में कॉपी किया जाता है, एक प्रक्रिया जिसे स्प्लिसिंग कहा जाता है। पोल II पूरी प्रक्रिया की अनदेखी करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि सैकड़ों हजारों आरएनए पूरी तरह से बने हैं।

फिर भी जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, यह प्रक्रिया कम होती जाती है। किसी को पता नहीं चला क्यों।

नए अध्ययन ने पूछा: ट्रांसक्रिप्शन शो के स्टार पर क्यों नहीं लगाया गया?

फैली हुई प्रजातियाँ

उम्र बढ़ने के संकेतों का गूढ़ रहस्य एक ठोकर के साथ आता है: एक संभावित लीड केवल एक प्रजाति के लिए प्रासंगिक हो सकती है।

नए अध्ययन ने पांच प्रजातियों की जांच करके समस्या का सामना किया। आरएनए अनुक्रमण नामक एक तकनीक का उपयोग करते हुए, उन्होंने पोल II की गति पर कब्जा कर लिया क्योंकि यह कृमि, फल मक्खी, चूहे, चूहे और मानव कोशिकाओं के डीएनए को अलग-अलग उम्र में लुढ़का देता है। मानव नमूने 21 से 70 वर्ष की आयु के साथ-साथ दो "अमर" सुसंस्कृत सेल लाइनों के साथ थे।

अधिक व्यापक दृष्टिकोण के लिए टीम ने मस्तिष्क, यकृत, गुर्दे और रक्त सहित कई अंगों के नमूनों का परीक्षण किया।

परिणाम एक आश्चर्य के रूप में वापस आए। हालांकि हर प्रजाति का अपना पोल II "स्पीड सिग्नेचर" था, लेकिन प्रवृत्ति समान थी: पोल II की जांच की गई हर ऊतक में उम्र के साथ प्रजातियों में तेजी आई। सटीक जीन या ऊतक कोई मायने नहीं रखता था। उम्र से संबंधित परिवर्तन में कई प्रजातियों में लगभग 200 विभिन्न जीन शामिल हैं। स्थानीय परिवर्तन के बजाय, पोल II स्पीड-अप एक सार्वभौमिक उम्र बढ़ने वाला मार्कर लग रहा था।

गति के साथ, तथापि, त्रुटियाँ आईं। स्प्लिसिंग- जो प्री-आरएनए को संपादित करता है- को गोल्डीलॉक्स ज़ोन में होने के लिए पोल II गति की आवश्यकता होती है। गति बढ़ाने से खराब अनुवाद का खतरा बढ़ जाता है, जो पिछले अध्ययनों में "उन्नत उम्र और छोटे जीवनकाल से जुड़ा हुआ है," लेखकों ने समझाया।

"पोल II की बढ़ी हुई गति अधिक ट्रांसक्रिप्शनल त्रुटियों को जन्म दे सकती है क्योंकि पोल II की प्रूफरीडिंग क्षमता को चुनौती दी जाती है," उन्होंने कहा।

घड़ी को पीछे करना

यदि पोल II ओवरड्राइव में उम्र बढ़ने में योगदान देता है, तो क्या हम इसे धीमा कर सकते हैं - और बदले में उम्र बढ़ने का मुकाबला कर सकते हैं?

एक परीक्षण में, टीम ने उम्र बढ़ने में देरी के लिए दो प्रसिद्ध उपचारों का उपयोग किया: इंसुलिन सिग्नलिंग और कैलोरी प्रतिबंध को रोकना। कीड़े, मक्खियों और चूहों में, आनुवंशिक रूप से इंसुलिन-सेंसिंग मार्ग को बाधित करने से पोल II की गति धीमी हो गई। प्रारंभिक वयस्कता और मध्य आयु में चूहों को आहार पर रखना - लेकिन वृद्धावस्था में नहीं - पोल II पर भी ब्रेक लगा दिया।

एक और परीक्षण परम प्रश्न पर आधारित है: क्या पोल II त्वरण उम्र बढ़ने को बढ़ाता है? यहां, टीम ने आनुवंशिक रूप से इंजीनियर कीड़े और फल मक्खियों की एक भीड़ को ट्रैक किया जो म्यूटेशन को नुकसान पहुंचाते हैं जो उनकी पोल II गति को कम करते हैं। गैर-म्यूटेंट की तुलना में, दोनों इंजीनियर उपभेदों ने अपने जीवन काल को 10 से 20 प्रतिशत तक बढ़ाया।

जब टीम ने कीड़े में पोल ​​II म्यूटेशन को उलटने के लिए CRISPR-Cas9 का इस्तेमाल किया, हालांकि, उनका जीवनकाल छोटा हो गया और जंगली प्रकार के साथियों से मेल खा गया। ऐसा लगता है जैसे पोल II उम्र बढ़ने का एक कारण है, लेखकों ने समझाया।

क्यों?

ट्रांसक्रिप्शन मशीनरी में गहराई से खुदाई करने पर टीम को एक उत्तर मिला। याद रखें: डीएनए बेकन-शतावरी बंडलों में लपेटा जाता है, जिसे वैज्ञानिक रूप से न्यूक्लियोसोम के रूप में जाना जाता है। मानव गर्भनाल कोशिकाओं और फेफड़ों की कोशिकाओं की तुलना करके, टीम ने पाया कि कोशिकाओं की उम्र के रूप में, बंडल धीरे-धीरे खुलते हैं और अलग हो जाते हैं। इससे पोल II के लिए डीएनए स्ट्रैंड में स्लाइड करना बहुत आसान हो जाता है, जिससे ट्रांसक्रिप्शन स्पीड बूस्ट हो जाता है।

अपने सिद्धांत का और परीक्षण करते हुए, टीम ने पेट्री डिश में मानव कोशिकाओं में अधिक न्यूक्लियोसोम बनाने के लिए आनुवांशिक रूप से दो प्रकार के हिस्टोन प्रोटीन-न्यूक्लियोसोम बंडल के शतावरी भाग को सम्मिलित किया। इसने बदले में पोल ​​II के लिए अतिरिक्त गति अवरोध पैदा किए और इसे धीमा कर दिया।

इसने काम किया। अतिरिक्त हिस्टोन प्रोटीन वाली कोशिकाओं में ज़ोंबी सिनेसेंट कोशिका बनने की संभावना कम थी। फलों की मक्खियों में, दीर्घायु अनुसंधान के लिए एक लोकप्रिय मॉडल, आनुवंशिक ट्वीक ने उन्हें एक उल्लेखनीय जीवनकाल टक्कर दी।

हालांकि यह अभी भी बहुत जल्दी है, परिणाम एंटी-एजिंग दवाओं के एक उपन्यास वर्ग को संभावित रूप से आगे बढ़ाने के लिए अच्छी खबर है। पोल II का कैंसर थेरेपी में बड़े पैमाने पर शोध किया गया है, जिसमें पहले से ही परीक्षण और अनुमोदित कई दवाएं हैं, जो दीर्घायु शोध के लिए दवाओं को फिर से तैयार करने का मौका प्रदान करती हैं।

टीम ने कहा, "एक साथ, यहां प्रस्तुत डेटा एक आणविक तंत्र को उम्र बढ़ने में योगदान देता है और उम्र बढ़ने और बीमारी के दौरान सेलुलर मशीनरी की निष्ठा का आकलन करने के साधन के रूप में कार्य करता है।"

छवि क्रेडिट: डेविड बुशनेल, केन वेस्टओवर और रोजर कोर्नबर्ग, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी / एनआईएच इमेज गैलरी

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• स्रोत: https://singularityhub.com/2023/04/18/this-longevity-study-across-5-species-found-a-new-pathway-to-reverse-aging/