Długowieczność stworzona na przekór ewolucji

Starość to coś, co przytrafia się każdemu. Teraz naukowcy pytają, czy na pewno?

Aktualizacja: 18.09.2017 18:58 Publikacja: 18.09.2017 18:02

Naukowcy odkryli geny odpowiadające jednocześnie za zdrowie i starość

Naukowcy odkryli geny odpowiadające jednocześnie za zdrowie i starość

Foto: shutterstock

Naukowcy z Instytutu Biologii Molekularnej (IMB) w Moguncji dokonali przełomu w badaniu starzenia się organizmów. Odkryli, że ingerencja w proces zwany autofagią lub inaczej autofagocytozą może przedłużyć życie o 50 proc.

Komórki posiadają naturalną umiejętność oczyszczania swojej przestrzeni z obumarłych lub uszkodzonych elementów struktury. To jeden z najważniejszych procesów przetrwania, ponieważ wspiera zdrowie i rozwój młodych komórek. Z drugiej strony z wiekiem, gdy spowalnia się tempo autofagii, organizm zaczyna się starzeć. Proces ten odbywa się zarówno w komórkach zdrowych, jak i patologicznych. Przy niedoborze substancji odżywczych autofagia nasila się, komórka koncentruje się na procesach niezbędnych do przetrwania i pozyskuje energię ze zbędnych elementów.

Genetyczne dziwactwo

Wyniki badań nad autofagią u niepasożytniczych nicieni C.elegans opublikowane zostały niedawno w czasopiśmie „Genes & Development". Dr Holger Richly określa proces starzenia jako kaprys ewolucji, któremu być może jesteśmy w stanie się przeciwstawić.

Charles Darwin twierdził, że naturalna selekcja najsilniejszych osobników oznacza, że w danym środowisku muszą one przetrwać i przekazać dobry genom następnemu pokoleniu. Im bardziej owocna jest reprodukcja, tym silniejsza ekspansja pożądanej cechy. W teorii powinno to dać początek osobnikom bardziej odpornym na starzenie się, ponieważ ich geny mogłyby być przenoszone niemal w sposób ciągły. Dzieje się jednak zupełnie odwrotnie. Ewolucja nie wydaje się dbać o długowieczność. Gdy najsilniejsze osobniki wykonają swoją reprodukcyjną powinność, zaczynają się starzeć.

Nad tą ewolucyjną sprzecznością debatowano od początku XIX w. Dopiero w 1953 r. George C. Williams, prekursor genowej koncepcji ewolucji, przedstawił tezę, że selekcja naturalna wprawdzie wzbogaca geny promujące powodzenie reprodukcyjne, ale w konsekwencji ignoruje ich negatywny wpływ na długowieczność.

Czyli jeśli mutacja genu powoduje zwiększenie ilości potomstwa, jednocześnie skraca życie zaraz po ich wydaniu na świat. W krótkim czasie powstaje duża liczba potomków przenoszących geny rodziców, po czym dalsze życie osobnika wydaje się już mniej uzasadnione.

Choć ta teoria została udowodniona matematycznie i jej implikacje wykazane w rzeczywistym świecie, zabrakło rzeczywistych dowodów na istnienie genów, o których mowa.

Geny życia i śmierci

– Ewolucja teorii starzenia się pięknie wszystko wyjaśnia, ale brakuje dowodów, że to się dzieje w przyrodzie – mówi współautor artykułu Jonathan Byrne. – Ewolucja wydaje się być ślepa na skutki mutacji skracającej życie po reprodukcji. Tak naprawdę starzenie się to ewolucyjny nadzór.

Wcześniejsze analizy wykazały, że istnieją geny stymulujące starzenie się i jednocześnie niezbędne do rozwoju komórek. We wspomnianym badaniu naukowcy wyodrębnili u nicieni zaledwie 30 genów odpowiedzialnych za stymulację tych procesów u starych osobników.

– Biorąc pod uwagę, że testowaliśmy tylko 0,05 proc. wszystkich genów nicienia, oznacza to, że można znaleźć wiele innych działających antagonistycznie – mówi Byrne.

Największym zaskoczeniem dla naukowców był, zdaniem współautora artykułu, Thomasa Wilhelma, rodzaj procesu, za jaki odpowiedzialne były wyodrębnione geny. Naukowcy natknęli się bowiem na te, które zaangażowane są w regulowanie autofagocytozy, przyspieszającej starzenie.

– Autofagia jest krytycznym procesem recyklingu w komórce i zazwyczaj wspomaga życie. Jednak z wiekiem staje się coraz wolniejsza. Udowodniliśmy to, blokując kluczowe geny w tym procesie. Przedłużyło to życie nicieni po reprodukcji. Wyniki porównaliśmy z osobnikami, u których nie przeprowadzaliśmy ingerencji – opowiada współautor badania dr Holger Richly. – Może to zmusić nas do przemyślenia naszych koncepcji na temat jednego z najbardziej podstawowych procesów, które istnieją w komórce – dodaje. – Autofagia jest prawie zawsze uważana za korzystną, nawet jeśli jest mało skuteczna, ale istnieją też poważne negatywne konsekwencje tego procesu, gdy po rozmnażaniu zaczyna obniżać się jego aktywność.

Richly i jego zespół przez unieszkodliwienie autofagii w neuronach starych robaków nie tylko przedłużył ich żywot, ale też znacznie polepszył ogólny stan badanych osobników.

– Wyobraźmy sobie, że gdy osiągamy połowę swojego życia, otrzymujemy lek, który poprawia kondycję ciała i odracza starość – komentuje prowadzący doświadczenie Thomas Wilhelm. – Odwracamy autofagię tylko w jednej tkance, a cały organizm zaczyna inaczej funkcjonować. Neurony są dużo zdrowsze, mięśnie i reszta ciała jest w dobrym stanie, a życie zostaje przedłużone o połowę.

Czeka nas dłuższa przyszłość?

Chociaż autorzy badania jeszcze nie znają dokładnego mechanizmu przedłużającego życie neuronów, odkrycie to może mieć rzeczywiste konsekwencje dla wszystkich organizmów.

Istnieje wiele chorób neuronalnych związanych z autofagią dysfunkcyjną, takie jak choroba Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona. Możliwe, że ingerencja w geny odpowiedzialne za autofagię stanie się dobrym sposobem na zachowanie integralności neuronów w tych ciężkich przypadłościach – wyjaśnia Wilhelm. – Chociaż taka perspektywa jest jeszcze bardzo odległa i nie wiemy, czy można naszą procedurę zastosować na ludziach, pojawiła się nadzieja na zapobieganie wielu chorobom, odmładzanie i przedłużanie życia. ©?

Naukowcy z Instytutu Biologii Molekularnej (IMB) w Moguncji dokonali przełomu w badaniu starzenia się organizmów. Odkryli, że ingerencja w proces zwany autofagią lub inaczej autofagocytozą może przedłużyć życie o 50 proc.

Komórki posiadają naturalną umiejętność oczyszczania swojej przestrzeni z obumarłych lub uszkodzonych elementów struktury. To jeden z najważniejszych procesów przetrwania, ponieważ wspiera zdrowie i rozwój młodych komórek. Z drugiej strony z wiekiem, gdy spowalnia się tempo autofagii, organizm zaczyna się starzeć. Proces ten odbywa się zarówno w komórkach zdrowych, jak i patologicznych. Przy niedoborze substancji odżywczych autofagia nasila się, komórka koncentruje się na procesach niezbędnych do przetrwania i pozyskuje energię ze zbędnych elementów.

Pozostało 86% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”
Nauka
W Australii odkryto nowy gatunek chrząszcza. Odkrywca pomylił go z ptasią kupą
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Nauka
Sensacyjne ustalenia naukowców. Sfotografowano homoseksualny akt humbaków