Gli scienziati hanno quasi raddoppiato la longevità delle cellule di lievito con un intelligente hack genetico

Mentre l'invecchiamento umano è il risultato di molti processi interconnessi, uno dei più fondamentali è il deterioramento naturalerzione delle singole cellule. Ora i ricercatori hanno dimostrato di poter utilizzare la biologia sintetica per prolungare significativamente la durata della vita delle cellule di lievito.

Negli ultimi anni, c'è stata una rivoluzione nella nostra comprensione della biologia dell'invecchiamento. Questo sta aprendo la porta a test che può valutare più accuratamente la nostra "età biologica" così come interventi medici che potrebbe aiutare a tornare indietro nel tempo. E la promessa è enorme: trovare modi per ritardare l'invecchiamento potrebbe dare all'economia un spinta multimiliardaria, per non parlare del miglioramento della soddisfazione di vita per milioni di persone.

Ma l'invecchiamento non è un singolo processo lineare ed è influenzato da molteplici percorsi biologici. Uno dei più importanti è il processo mediante il quale le singole cellule del nostro corpoi invecchiare e morire. Ora, i ricercatori dell'Università della California di San Diego hanno dimostrato di poter manipolare i meccanismi alla base dell'invecchiamento cellulare per aumentare la durata della vita delle cellule di lievito fino all'82%.

"Il nostro lavoro rappresenta una prova di concetto, dimostrando l'applicazione riuscita della biologia sintetica per riprogrammare il processo di invecchiamento cellulare e può gettare le basi per la progettazione di circuiti genici sinteticits per promuovere efficacemente la longevità in organismi più complessi”, scrivono i ricercatorioentra un documento pubblicato il mese scorso in Scienza.

Il lavoro si basa su a scoperta chiave Il grgruppo realizzato nel 2020, quando hanno scoperto che le cellule di lievito possono invecchiare in due modi distinti. Circa la metà di loro ha visto il nucleo cellulareus, che ospita il genoma, si è lentamente sgretolato, mentre l'altra metà ha visto deteriorarsi gradualmente le strutture critiche per la produzione di energia chiamate mitocondri.

Si è scoperto che questi due processi erano guidati da percorsi genetici che interagivano ed erano in grado di sopprimersi a vicenda. Perturbazioni casuali della cellula abbastanza presto nella sua vita fanno sì che uno di questi processi prenda il sopravvento, risultando in una sorta di "interruttore a levetta" genetico che impegna la cellula in uno dei due percorsi di invecchiamento.

Nel loro nuovi paper, i ricercatori hanno deciso di sostituire questo interruttore a levetta con un dispositivo simile a un orologio chiamato oscillatore che farebbe ticchettare la cella avanti e indietro tra la sua due percorsi di invecchiamento. Per fare ciò, hanno prima utilizzato simulazioni al computer per capire come funzionava il circuito di invecchiamento esistente, quindi hanno utilizzato thalla comprensione per progettare un nuovo circuito.

Hanno inserito the circuito nelle cellule di lievito e misurato come ha influenzato il loro invecchiamento. Le cellule ricablate oscillavano avanti e indietro tra i due stati di invecchiamento, come previsto, senza mai impegnarsi in uno. I ricercatori hanno scoperto che questo ha portato a un quasi raddoppio della durata della vita rispetto alle cellule standard.

In a prospettiva correlata pubblicatogettarsi dentro Scienze, Howard Salis della Pennsylvania State University said i ricercatori mostrare attraverso le sue creazionied che "una strada per comprendere e controllare l'invecchiamento cellulare è misurare la dinamica di questi percorsi, sviluppare modelli a livello di sistema e applicare l'analisi matematica per individuare le manopole regolabili e i fili intercambiabili che possono essere manipolati per reindirizzare le dinamiche naturali di una cellula lontano dall'invecchiamento e verso il mantenimento di stati cellulari sani.

Ci vorrà tradurre il loro lavoro nelle cellule di lievito in modo che possa funzionare nelle persone a notevole quantità di lavoro, ma i ricercatori affermano di aver già iniziato a sperimentare con le cellule umane. E Nan Hao, che guidava la research, detto Vice che tlui approach potrebbe alla fine portare a terapie praticabili.

"Non vedo perché non possa essere applicato a organismi più complessi", ha detto. “Se deve essere introdotto negli esseri umani, allora sarà una certa forma di terapia genica. Ovviamente la strada è ancora lunga e le maggiori preoccupazioni riguardano l'etica e la sicurezza”.

Se questi ostacoli possono essere eliminati, tuttavia, ciò potrebbe rappresentare una svolta fondamentale nella nostra ricerca per rallentare l'inevitabile marcia del tempo.

Immagine di credito: Ernesto Del Aguila III, NHGRI/NIH

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• Fonte: https://singularityhub.com/2023/05/08/scientists-nearly-doubled-yeast-cells-longevity-with-a-clever-genetic-hack/