Reklama

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.

Reklama
Reklama

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.

Reklama
Reklama

– 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. ©?

Nauka
Naukowcy wskazują na zaskakującą przyczynę epidemii dżumy. „Jedna z największych katastrof ludzkich”
Nauka
Przełomowe badania DNA zaprzeczają popularnej teorii. Chodzi o ewolucję Homo sapiens
Nauka
Po co robotnice zabijają własne poczwarki? Niezwykłe zachowanie mrówek
Nauka
Ostatnia superpełnia w tym roku już niedługo. Kiedy obserwować Zimny Księżyc?
Materiał Partnera
Radio na laser i opary rubidu. Kwantowy wynalazek fizyków z UW
Materiał Promocyjny
Lojalność, która naprawdę się opłaca. Skorzystaj z Circle K extra
Reklama
Reklama
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
Reklama
Reklama