Zinātnieki ir atraduši veidu, kā bloķēt KAT7 gēnu. Tas var palēnināt novecošanos

Satura rādītājs:

Zinātnieki ir atraduši veidu, kā bloķēt KAT7 gēnu. Tas var palēnināt novecošanos
Zinātnieki ir atraduši veidu, kā bloķēt KAT7 gēnu. Tas var palēnināt novecošanos
Anonim

Ķīnas zinātnieki ir identificējuši galveno gēnu, kas ir atbildīgs par novecošanos. Darbs bija kolosāls. Ar īpašas tehnoloģijas palīdzību zinātnieki "nogrieza" un pētīja vairāk nekā 20 tūkstošus gēnu. Iespējams, pateicoties gēnu terapijai, būs iespējams palielināt dabisko dzīves ilgumu, raksta Keji Ribao.

Eksperimentos ar dzīvniekiem zinātnieki ir pierādījuši, ka KAT7 gēna inaktivācija var palēnināt dabisko novecošanās procesu. Rezultātā 81% peļu, kurās šis gēns tika inaktivēts, spēja dzīvot ilgāk par 130 nedēļām (aptuveni 80 gadus pēc cilvēka vecuma). No pelēm, kurām netika veikta gēnu terapija, tikai 27% spēja izdzīvot līdz 130 nedēļām.

Visu mūžu cilvēki cenšas pēc iespējas ilgāk saglabāt savu jaunību, izmantojot dažādus līdzekļus, kas it kā novērš novecošanos. Diemžēl šie rīki neatrisina galveno problēmu. Vai vispār ir iespējams apturēt organisma novecošanos ar vienu darbību?

7. janvārī žurnāls Science Translational Medicine publicēja Ķīnas Zinātņu akadēmijas un Pekinas universitātes zinātnieku komandas sešu gadu pētījuma rezultātus. Izmantojot genoma rediģēšanas platformu, viņi varēja identificēt galveno gēnu, kas ir atbildīgs par novecošanos. Šis ir KAT7 gēns, kas kodē histona acetiltransferāzi.

Augstas precizitātes cilvēka genoma kartēšana

Vēl 2015. gadā Ķīnas Zinātņu akadēmijas Dzīvnieku izpētes institūta pētnieku komanda, kuru vadīja Liu Guanghui un Qu Jing, izveidoja sadarbību ar pētniecības grupām, kuras vadīja Tangs Fulao no Pekinas universitātes un Zhang Weiqi no Pekinas Genomikas institūta Ķīnas akadēmijā zinātņu. Izmantojot CRISPR tehnoloģijas "ģenētiskās šķēres", zinātnieki viens pēc otra ir kartējuši vairāk nekā 20 tūkstošus cilvēka genomā esošo gēnu. Ar "ģenētisko šķēru" palīdzību šūnā tika "izgriezts" gēns, kas atbild par noteiktu pazīmi. Tādējādi tika veikts šūnas stāvokļa pētījums pēc gēnu inaktivācijas. Jaunās šūnas tika atstātas turpmākai analīzei, kuras laikā tika noteikts, kura gēna inaktivācija palielinātu šūnu dzīves ilgumu.

Tas bija garlaicīgs un laikietilpīgs darbs. Katra šūna bija rūpīgi jāsagriež, jāaktivizē un pēc tam jāpārbauda, vai simtiem šūnu nav inaktivēts šis gēns. Turklāt zinātnieki pārbaudīja vairāk nekā 20 tūkstošus cilvēka genomā esošo gēnu, un katram no tiem bija vajadzīgas trīs līdz sešas dažādas "šķēres". Tādējādi, lai iegūtu precīzus rezultātus, tika audzēti un atlasīti desmitiem miljonu šūnu.

Pēc tik liela datu apjoma apstrādes pētnieku komanda identificēja vairāk nekā 100 jaunus gēnus, kas ietekmē cilvēka šūnu novecošanos, un pārbaudīja pirmo 50 gēnu funkcijas. Rezultātā tika atklāts, ka šo gēnu inaktivācija var palēnināt cilvēka mezenhimālo cilmes šūnu novecošanos.

Atslēgas gēna inaktivācija var novērst novecošanos

Starp 50 gēniem KAT7, kas kodē histona acetiltransferāzi, visvairāk ietekmēja novecošanās procesu.

Eksperimentos ar dzīvniekiem zinātnieki ir pierādījuši, ka KAT7 gēna inaktivācija var palēnināt dabisko novecošanās procesu. Rezultātā 81% peļu, kurās šis gēns tika inaktivēts, spēja dzīvot ilgāk par 130 nedēļām (aptuveni 80 gadus pēc cilvēka vecuma). No pelēm, kurām netika veikta gēnu terapija, tikai 27% spēja izdzīvot līdz 130 nedēļām.

Galvenā gēna KAT7 inaktivācija pelēm, kas cieš no progerijas (agrīnas novecošanās sindroms), palielināja to vidējo dzīves ilgumu par vairāk nekā 20%. “Šī pieauguma apjoms ir iespaidīgs. Galu galā mēs ietekmējam tikai vienu no desmitiem tūkstošu visā genomā,”sacīja Ķīnas Zinātņu akadēmijas Pekinas Genomikas institūta pētnieks un viens no raksta autoriem Džans Veiči.

Turklāt zinātnieki arī apstiprināja, ka galvenā gēna KAT7 inhibīcija un inaktivācija palēnina cilvēka aknu šūnu novecošanos, kā arī samazina pretiekaisuma faktoru ekspresijas līmeni, kas noved pie ķermeņa novecošanās.

Kā atslēgas gēna KAT7 inaktivācija var novērst novecošanos?

Ķīnas Zinātņu akadēmijas Dzīvnieku izpētes institūta pētnieks Qu Jing paskaidroja, ka proteīns, ko kodē KAT7 gēns, ir acetiltransferāze, kas var pievienot “acetil” grupu histoniem. Histoni ir proteīni, kas kodolā savijušies ar DNS, kas kopā ar DNS kopā veido hromosomu. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka KAT7 stimulē gēnu ekspresiju un izraisa šūnu novecošanos, selektīvi katalizējot histona acetilēšanas reakciju (H3K14). Žurnālā Nature publicētais agrīnais pētījums parādīja, ka galvenā gēna KAT7 inaktivācija palīdz leikēmijas ārstēšanā. Tādējādi mēs redzam, ka šis gēns kodē ne tikai acetiltransferāzi, tā ietekme uz cilvēka ķermeni ir diezgan liela.

Pakāpeniski tiks apkopota pilnīgāka novecošanās ģenētiskā karte

Pašreizējais pētījums atklāja aptuveni simts jaunu gēnu, kas ir atbildīgi par novecošanos, kas arī apstiprina komandas agrīno spriedumu, ka jau zināmie ar novecošanu saistītie gēni ir tikai neliela daļa, un ir vēl daudz nezināmu gēnu. Zinātnieki ir augšupielādējuši atbilstošus pētījumu rezultātus un datus datubāzē (tā sauktā "novecošanās ģenētiskā karte"), ko var izmantot un atjaunināt kolēģi un pētnieki no Ķīnas un citām valstīm.

“Mūsu sākotnējais nodoms bija paplašināt zināšanas par novecošanos. Pamatojoties uz paveikto, novecošanās ģenētiskā karte tiks pakāpeniski papildināta. Saskaņā ar Qu Jing teikto, individuālu novecošanos pavada nepārtraukta novecojošo šūnu uzkrāšanās audos un orgānos; šādu šūnu likvidēšana vai atjaunošana var samazināt deģeneratīvo audu slimību attīstības risku un palielināt veselīgas dzīves ilgumu. Jauni dati rāda, ka gēnu terapija, kuras pamatā ir viena gēna inaktivācija, visticamāk palielinās zīdītāju dabisko dzīves ilgumu.

Ieteicams: