تويت
يقترح باحثون من جامعة روتشستر المهتمون بدراسة الجينات المسؤولة عن طول العمر أهدافًا جديدة لمحاربة الشيخوخة والاضطرابات التي تحدث مع التقدم بالعمر، فقد وُجد أن الثدييات تتقدم بالعمر بمعدلات مختلفة للغاية بالانتخاب الطبيعي، فمثلًا: تعيش فئران الخلد العارية حتى 41 عامًا، أي أطول عشر مرات من الفئران والقوارض الأخرى ذات الحجم المماثل.
ما السبب وراء طول العمر؟
يكمن جزء جوهري من الإجابة على هذا السؤال في الآليات التي تتحكم بتنظيم التعبير الجيني، وذلك بناء على ما أفادته دراسة أجراها باحثون من جامعة روشستر: فيرا غوربونوفا أستاذة علم الأحياء والطب في دوريس جونز شيري، وأندريه سيلوانوف المؤلف الأول للدراسة، وجينلونج لو زميل أبحاث ما بعد الدكتوراة في مختبر غوربونوفا، ومعهم باحثون آخرون.
درس الباحثون الجينات المتعلقة بطول العمر في دراسة نُشرت مؤخرًا في مجلة Cell Metabolism.
تشير نتائج الدراسة إلى أهمية آليتين من الآليات المسؤولة عن تنظيم التعبير الجيني -تُسميان شبكة الساعة البيولوجية اليومية والشبكات متعددة القدرات- لطول العمر.
تعود أهمية هذه الاكتشافات لفهم السبب وراء طول العمر إضافةً إلى إيجاد أهداف جديدة لمحاربة الشيخوخة والاضطرابات المتعلقة بالتقدم بالعمر.
مقارنة الجينات المتعلقة بطول العمر
حلل الباحثون أنماط التعبير الجيني لـ 26 نوعًا من الثدييات يتراوح طول عمرها الأقصى بين سنتين للزبابة (وهو نوع من الثدييات) و41 سنة لفأر الخلد العاري، واكتشفوا آلاف الجينات التي ترتبط إيجابًا أو سلبًا مع طول العمر وعلاقتها بطول العمر الأقصى للنوع.
وجدوا أن الأنواع التي تعيش طويلًا تميل لأن تعبر بشكل منخفض عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهاب، وتعبر بشكل كبير عن الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA ونقل الحمض النووي الريبي RNA وتنظيم الهيكل الخلوي (الأنابيب الدقيقة).
يجدر بالذكر أن بحثًا سابقًا قد وجد أن الثدييات التي تعيش طويلًا تتمتع بسمات مميزة مثل إصلاح الحمض النووي ذي الفاعلية العالية والاستجابة الالتهابية الضعيفة. والعكس صحيح بالنسبة للأنواع التي تعيش حياة قصيرة، أي أنها تميل للتعبير بشكل كبير عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهاب والتعبير المنخفض عن الجينات المشاركة بإصلاح DNA ونقل RNA وتنظيم الهيكل الخلوي.
مكونان هامان لطول العمر
عندما حلل الباحثون الآليات التي تنظم التعبير عن هذه الجينات وجدوا نظامين هامين مسؤولين عن ذلك، يتم التحكم بالجينات التي تؤثر سلبًا على طول العمر (الجينات المشاركة باستقلاب الطاقة والالتهاب) بواسطة شبكة الساعة اليومية البيولوجية، أي أن التعبير عنها يحدث في وقت محدد من اليوم فقط، وهذا قد يساعد بتقليل التعبير الكلي عن هذه الجينات لدى الكائنات التي تعيش طويلًا.
هذا يعني أنه بإمكاننا أن نسيطر قليلًا على الجينات المؤثرة سلبًا على طول العمر.
تقول غوربونوفا: «لكي نعيش عمرًا أطول يجب علينا أن نلتزم بجداول نوم صحية ونتجنب التعرض للضوء خلال الليل لأنه قد يزيد التعبير عن الجينات المرتبطة سلبًا مع طول العمر».
من ناحية أخرى، يُتحكم بالجينات المرتبطة إيجابيًا مع طول العمر -الجينات المشاركة بإصلاح الـDNA ونقل الـRNA والأنابيب الدقيقة- بواسطة ما يسمى بالشبكة متعددة القدرات، وهي شبكة تشارك في إعادة برمجة الخلايا الجسدية -ونعني بذلك أيًا من خلايا الجسم باستثناء الخلايا المنتجة للبيوض أو المنتجة للنطاف- لتصبح خلايا جنينية إذ يكون بإمكانها أن تتجدد بسهولة بإعادة ترتيب وتنظيم الحمض النووي الذي يصبح غير منظم مع التقدم بالعمر.
تقول غوربونوفا: «اكتشفنا أن التطور قد نشّط الشبكات متعددة القدرات للحصول على عمر أطول».
تعد الشبكات متعددة القدرات وعلاقتها بالجينات المؤثرة إيجابيًا على طول العمر بحسب أقوال سيلوانوف اكتشافًا هامًا لفهم تطور طول العمر، بالإضافة إلى ذلك يمهد هذا الاكتشاف الطريق للمداخلات المضادة للشيخوخة التي تنشط هذه الجينات.
من المتوقع أن تشمل هذه المداخلات زيادة التعبير عن الجينات المؤثرة إيجابيًا في طول العمر وتقليل التعبير عن الجينات المؤثرة سلبيًا في طول العمر.
ما السبب وراء طول العمر؟
يكمن جزء جوهري من الإجابة على هذا السؤال في الآليات التي تتحكم بتنظيم التعبير الجيني، وذلك بناء على ما أفادته دراسة أجراها باحثون من جامعة روشستر: فيرا غوربونوفا أستاذة علم الأحياء والطب في دوريس جونز شيري، وأندريه سيلوانوف المؤلف الأول للدراسة، وجينلونج لو زميل أبحاث ما بعد الدكتوراة في مختبر غوربونوفا، ومعهم باحثون آخرون.
درس الباحثون الجينات المتعلقة بطول العمر في دراسة نُشرت مؤخرًا في مجلة Cell Metabolism.
تشير نتائج الدراسة إلى أهمية آليتين من الآليات المسؤولة عن تنظيم التعبير الجيني -تُسميان شبكة الساعة البيولوجية اليومية والشبكات متعددة القدرات- لطول العمر.
تعود أهمية هذه الاكتشافات لفهم السبب وراء طول العمر إضافةً إلى إيجاد أهداف جديدة لمحاربة الشيخوخة والاضطرابات المتعلقة بالتقدم بالعمر.
مقارنة الجينات المتعلقة بطول العمر
حلل الباحثون أنماط التعبير الجيني لـ 26 نوعًا من الثدييات يتراوح طول عمرها الأقصى بين سنتين للزبابة (وهو نوع من الثدييات) و41 سنة لفأر الخلد العاري، واكتشفوا آلاف الجينات التي ترتبط إيجابًا أو سلبًا مع طول العمر وعلاقتها بطول العمر الأقصى للنوع.
وجدوا أن الأنواع التي تعيش طويلًا تميل لأن تعبر بشكل منخفض عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهاب، وتعبر بشكل كبير عن الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين DNA ونقل الحمض النووي الريبي RNA وتنظيم الهيكل الخلوي (الأنابيب الدقيقة).
يجدر بالذكر أن بحثًا سابقًا قد وجد أن الثدييات التي تعيش طويلًا تتمتع بسمات مميزة مثل إصلاح الحمض النووي ذي الفاعلية العالية والاستجابة الالتهابية الضعيفة. والعكس صحيح بالنسبة للأنواع التي تعيش حياة قصيرة، أي أنها تميل للتعبير بشكل كبير عن الجينات المشاركة في استقلاب الطاقة والالتهاب والتعبير المنخفض عن الجينات المشاركة بإصلاح DNA ونقل RNA وتنظيم الهيكل الخلوي.
مكونان هامان لطول العمر
عندما حلل الباحثون الآليات التي تنظم التعبير عن هذه الجينات وجدوا نظامين هامين مسؤولين عن ذلك، يتم التحكم بالجينات التي تؤثر سلبًا على طول العمر (الجينات المشاركة باستقلاب الطاقة والالتهاب) بواسطة شبكة الساعة اليومية البيولوجية، أي أن التعبير عنها يحدث في وقت محدد من اليوم فقط، وهذا قد يساعد بتقليل التعبير الكلي عن هذه الجينات لدى الكائنات التي تعيش طويلًا.
هذا يعني أنه بإمكاننا أن نسيطر قليلًا على الجينات المؤثرة سلبًا على طول العمر.
تقول غوربونوفا: «لكي نعيش عمرًا أطول يجب علينا أن نلتزم بجداول نوم صحية ونتجنب التعرض للضوء خلال الليل لأنه قد يزيد التعبير عن الجينات المرتبطة سلبًا مع طول العمر».
من ناحية أخرى، يُتحكم بالجينات المرتبطة إيجابيًا مع طول العمر -الجينات المشاركة بإصلاح الـDNA ونقل الـRNA والأنابيب الدقيقة- بواسطة ما يسمى بالشبكة متعددة القدرات، وهي شبكة تشارك في إعادة برمجة الخلايا الجسدية -ونعني بذلك أيًا من خلايا الجسم باستثناء الخلايا المنتجة للبيوض أو المنتجة للنطاف- لتصبح خلايا جنينية إذ يكون بإمكانها أن تتجدد بسهولة بإعادة ترتيب وتنظيم الحمض النووي الذي يصبح غير منظم مع التقدم بالعمر.
تقول غوربونوفا: «اكتشفنا أن التطور قد نشّط الشبكات متعددة القدرات للحصول على عمر أطول».
تعد الشبكات متعددة القدرات وعلاقتها بالجينات المؤثرة إيجابيًا على طول العمر بحسب أقوال سيلوانوف اكتشافًا هامًا لفهم تطور طول العمر، بالإضافة إلى ذلك يمهد هذا الاكتشاف الطريق للمداخلات المضادة للشيخوخة التي تنشط هذه الجينات.
من المتوقع أن تشمل هذه المداخلات زيادة التعبير عن الجينات المؤثرة إيجابيًا في طول العمر وتقليل التعبير عن الجينات المؤثرة سلبيًا في طول العمر.