تويت
يقترح علماء الأحياء الذين يدرسون جينات العمر الافتراضي في روتشستر أهدافًا جديدةً لمكافحة الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر.
أنتج الانتقاء الطبيعي ثدييات تتقدم في العمر بمعدلات مختلفة على نحو كبير. على سبيل المثال الجرذان الخلدية العارية؛ يمكن أن تعيش حتى 41 عامًا، أي ما يقرب من عشرة أضعاف عمر القوارض ذات الحجم المماثل مثل الفئران.
ما الذي يفسر العمر الطويل لبعض الأشخاص؟
وفقًا لبحثٍ جديد أجراه علماء الأحياء في جامعة روتشستر، يكمن جزء أساسي من اللغز في الآليات التي تنظم التعبير الجيني.
نُشرت ورقة بحثية في الاستقلاب الخلوي للباحثين: فيرا جوربونوفا، ودوريس جونز شيري، وأندريه سيلوانوف وهم أساتذة في علم الأحياء والطب، وجينلونج لو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر جوربونوفا والمؤلف الأول للورقة البحثية،
في هذه الورقة فحص الباحثون الجينات المرتبطة بالعمر، وكشف بحثهم عن خصائص محددة لهذه الجينات، وبيّن أن نظامين تنظيميين يتحكمان في التعبير الجيني (شبكات النظم اليومي والشبكات متعددة القدرات) مهمان لعمر طويل. النتائج لها آثار في فهم كيفية تطور طول العمر وفي توفير أهداف جديدة لمكافحة الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر.
مقارنة جينات طول العمر
قارن الباحثون أنماط التعبير الجيني لـ 26 نوعًا من الثدييات ذات الأعمار القصوى المتنوعة، من عامين (الزَّبابَة) إلى 41 عامًا (فئران الخلد العارية). وحددوا آلاف الجينات ذات الصلة بالعمر الأقصى للأنواع التي كانت مرتبطة إيجابيًا أو سلبيًا بطول العمر.
وجدوا أن الأنواع طويلة العمر تميل إلى التعبير المنخفض عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات، والتعبير العالي للجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي، ونقل الحمض النووي الريبي، وتنظيم الأنابيب الدقيقة. أظهرت الأبحاث السابقة التي أجراها جوربونوفا وسيلوانوف أن الثدييات ذات الأعمار الطويلة لديها سمات مميزة مثل إصلاح الحمض النووي بكفاءة أكثر والاستجابة الالتهابية بضعف.
وكان العكس صحيحًا بالنسبة للأنواع قصيرة العمر، التي تميل إلى التعبير العالي عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات وانخفاض التعبير عن الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي ونقل الحمض النووي الريبي وتنظيم الأنابيب الدقيقة.
ركيزتان لطول العمر
عندما حلل الباحثون الآليات التي تنظم التعبير عن هذه الجينات، وجدوا نظامين يؤديان دورًا رئيسيًا. يُتحكم في الجينات المؤثرة سلبًا (الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات) باستخدام شبكات النظم اليومي، أي أن تعبيرهم يقتصر على وقت معين من اليوم، ما قد يساعد في الحد من التعبير العام للجينات في الأنواع طويلة العمر. هذا يعني أننا نستطيع السيطرة على الأقل على الجينات المؤثرة سلبًا على العمر.
تقول جوربونوفا: «كي نعيش أطول علينا أن نحافظ على جدول نوم صحي ونتجنب التعرض للضوء في الليل لأنه قد يزيد من التعبير عن الجينات المؤثرة سلباً على العمر».
من ناحية أخرى، يُتحكم في الجينات المؤثرة إيجابيًا على العمر (التي تشارك في إصلاح الحمض النووي، ونقل الحمض النووي الريبي، والأنابيب الدقيقة) من طريق ما يسمى بشبكة تعدد القدرات. تشارك شبكة تعدد القدرات في إعادة برمجة الخلايا الجسدية (الخلايا المتمايزة محدودة القدرة على التجدد) إلى خلايا جنينية، قد تتجدد وتتجدد بسهولة أكبر، بإعادة تغليف DNA الذي يصبح غير منظم مع تقدمنا في العمر.
تقول جوربونوفا: «اكتشفنا أن التطور قد نشط شبكة تعدد القدرات لتحقيق عمر أطول».
يقول سيلوانوف: «إن شبكة تعدد القدرات وعلاقتها بالجينات المؤثرة إيجابيًا على العمر اكتشاف مهم لفهم كيفية تطور طول العمر. علاوة على ذلك، قد يمهد الطريق لتدخلات جديدة مضادة للشيخوخة تنشط الجينات الرئيسية المؤثرة إيجابًا مدى الحياة. نتوقع أن تشمل التدخلات الناجحة المضادة للشيخوخة زيادة التعبير عن جينات العمر الإيجابية وتقليل التعبير عن جينات العمر السلبية»
أنتج الانتقاء الطبيعي ثدييات تتقدم في العمر بمعدلات مختلفة على نحو كبير. على سبيل المثال الجرذان الخلدية العارية؛ يمكن أن تعيش حتى 41 عامًا، أي ما يقرب من عشرة أضعاف عمر القوارض ذات الحجم المماثل مثل الفئران.
ما الذي يفسر العمر الطويل لبعض الأشخاص؟
وفقًا لبحثٍ جديد أجراه علماء الأحياء في جامعة روتشستر، يكمن جزء أساسي من اللغز في الآليات التي تنظم التعبير الجيني.
نُشرت ورقة بحثية في الاستقلاب الخلوي للباحثين: فيرا جوربونوفا، ودوريس جونز شيري، وأندريه سيلوانوف وهم أساتذة في علم الأحياء والطب، وجينلونج لو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر جوربونوفا والمؤلف الأول للورقة البحثية،
في هذه الورقة فحص الباحثون الجينات المرتبطة بالعمر، وكشف بحثهم عن خصائص محددة لهذه الجينات، وبيّن أن نظامين تنظيميين يتحكمان في التعبير الجيني (شبكات النظم اليومي والشبكات متعددة القدرات) مهمان لعمر طويل. النتائج لها آثار في فهم كيفية تطور طول العمر وفي توفير أهداف جديدة لمكافحة الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر.
مقارنة جينات طول العمر
قارن الباحثون أنماط التعبير الجيني لـ 26 نوعًا من الثدييات ذات الأعمار القصوى المتنوعة، من عامين (الزَّبابَة) إلى 41 عامًا (فئران الخلد العارية). وحددوا آلاف الجينات ذات الصلة بالعمر الأقصى للأنواع التي كانت مرتبطة إيجابيًا أو سلبيًا بطول العمر.
وجدوا أن الأنواع طويلة العمر تميل إلى التعبير المنخفض عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات، والتعبير العالي للجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي، ونقل الحمض النووي الريبي، وتنظيم الأنابيب الدقيقة. أظهرت الأبحاث السابقة التي أجراها جوربونوفا وسيلوانوف أن الثدييات ذات الأعمار الطويلة لديها سمات مميزة مثل إصلاح الحمض النووي بكفاءة أكثر والاستجابة الالتهابية بضعف.
وكان العكس صحيحًا بالنسبة للأنواع قصيرة العمر، التي تميل إلى التعبير العالي عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات وانخفاض التعبير عن الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي ونقل الحمض النووي الريبي وتنظيم الأنابيب الدقيقة.
ركيزتان لطول العمر
عندما حلل الباحثون الآليات التي تنظم التعبير عن هذه الجينات، وجدوا نظامين يؤديان دورًا رئيسيًا. يُتحكم في الجينات المؤثرة سلبًا (الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهابات) باستخدام شبكات النظم اليومي، أي أن تعبيرهم يقتصر على وقت معين من اليوم، ما قد يساعد في الحد من التعبير العام للجينات في الأنواع طويلة العمر. هذا يعني أننا نستطيع السيطرة على الأقل على الجينات المؤثرة سلبًا على العمر.
تقول جوربونوفا: «كي نعيش أطول علينا أن نحافظ على جدول نوم صحي ونتجنب التعرض للضوء في الليل لأنه قد يزيد من التعبير عن الجينات المؤثرة سلباً على العمر».
من ناحية أخرى، يُتحكم في الجينات المؤثرة إيجابيًا على العمر (التي تشارك في إصلاح الحمض النووي، ونقل الحمض النووي الريبي، والأنابيب الدقيقة) من طريق ما يسمى بشبكة تعدد القدرات. تشارك شبكة تعدد القدرات في إعادة برمجة الخلايا الجسدية (الخلايا المتمايزة محدودة القدرة على التجدد) إلى خلايا جنينية، قد تتجدد وتتجدد بسهولة أكبر، بإعادة تغليف DNA الذي يصبح غير منظم مع تقدمنا في العمر.
تقول جوربونوفا: «اكتشفنا أن التطور قد نشط شبكة تعدد القدرات لتحقيق عمر أطول».
يقول سيلوانوف: «إن شبكة تعدد القدرات وعلاقتها بالجينات المؤثرة إيجابيًا على العمر اكتشاف مهم لفهم كيفية تطور طول العمر. علاوة على ذلك، قد يمهد الطريق لتدخلات جديدة مضادة للشيخوخة تنشط الجينات الرئيسية المؤثرة إيجابًا مدى الحياة. نتوقع أن تشمل التدخلات الناجحة المضادة للشيخوخة زيادة التعبير عن جينات العمر الإيجابية وتقليل التعبير عن جينات العمر السلبية»