Μικροσκοπικά σκουλήκια, γνωστά ως Caenorhabditis elegans, προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες για τη γήρανση. Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ναγκόγια ανακάλυψαν μέσα από γονίδιο ότι ακόμη και όταν τα σκουλήκια συνεχίζουν να κινούνται και να λειτουργούν μετά την ολοκλήρωση της αναπαραγωγής τους, χάνουν την ικανότητα να ανιχνεύουν ορισμένες οσμές τροφίμων που προηγουμένως τους καθοδηγούσαν στη διατροφή τους. Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Aging Cell, δείχνει ότι η γήρανση μπορεί να προγραμματίζεται από συγκεκριμένα γονίδια και όχι μόνο να οφείλεται σε συσσωρευμένες βλάβες.
Το C. elegans ως μοντέλο γήρανσης
Το C. elegans είναι ένα σκουλήκι μήκους περίπου ενός χιλιοστού, που ζει μόνο δύο έως τρεις εβδομάδες. Η σύντομη διάρκεια ζωής του καθιστά δυνατή τη μελέτη της γήρανσης σε εβδομάδες αντί για χρόνια. Τα σκουλήκια ενηλικιώνονται σε τρεις ημέρες, αναπαράγονται για λίγες ημέρες και στη συνέχεια γερνούν. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι την πέμπτη ημέρα της ζωής τους, λίγο μετά την ολοκλήρωση της αναπαραγωγής, τα σκουλήκια παρουσιάζουν απότομη μείωση στην ικανότητα να ανιχνεύουν τη μυρωδιά του διακετυλίου, μιας ουσίας που απελευθερώνεται από τη βακτηριακή τους τροφή. Αν και μπορούν να κινούνται και να τρέφονται κανονικά, χάνουν την εστίαση στη συγκεκριμένη οσμή τροφής.
Η ανακάλυψη του γονιδίου nhr-76
Για να εντοπίσουν τα γενετικά αίτια αυτής της αισθητηριακής εξασθένησης, οι επιστήμονες δημιούργησαν σκουλήκια με τυχαίες γενετικές μεταλλάξεις. Όταν τα εξέτασαν την πέμπτη ημέρα, διαπίστωσαν ότι τα περισσότερα είχαν χάσει την ικανότητα να μυρίζουν την τροφή, όπως τα φυσιολογικά σκουλήκια. Ωστόσο, ορισμένα μεταλλαγμένα διατήρησαν αυτή την ικανότητα. Η σύγκριση έδειξε ότι αυτά τα σκουλήκια είχαν μια μετάλλαξη στο γονίδιο nhr-76, υπεύθυνο για την εξασθένηση της όσφρησης. Η πρωτεΐνη που παράγει το nhr-76 απενεργοποιεί τα γονίδια στους αισθητήριους νευρώνες που ανιχνεύουν την τροφή, πιθανώς μέσω ενός χημικού σήματος που σχετίζεται με την ηλικία.
Γιατί ένα γονίδιο θα λειτουργούσε εναντίον του οργανισμού;
Η ύπαρξη ενός γονιδίου που φαίνεται να μειώνει την ικανότητα του οργανισμού μπορεί να φαίνεται παράδοξη, αλλά υπάρχουν εξελικτικές εξηγήσεις. Η πρώτη υπόθεση είναι ότι η φυσική επιλογή δεν μπορεί να εξαλείψει γονίδια που ενεργοποιούνται μετά την αναπαραγωγή, καθώς οι οργανισμοί έχουν ήδη μεταδώσει τα γονίδιά τους στην επόμενη γενιά. Έτσι, ακόμη και επιβλαβή γονίδια μπορούν να επιβιώσουν χωρίς να επηρεάσουν την αναπαραγωγική επιτυχία.
Η δεύτερη υπόθεση υποστηρίζει ότι η μείωση της αναζήτησης τροφής στους ηλικιωμένους μπορεί να ωφελεί τον πληθυσμό συνολικά. Με λιγότερους ηλικιωμένους να ανταγωνίζονται για περιορισμένους πόρους, τα νεότερα ζώα έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης. Αν ισχύει, η ενεργή φθορά μέσω του nhr-76 θα ήταν ένα παράδειγμα εξελιγμένου προγραμματισμού που ωφελεί τον πληθυσμό.
Νέα οπτική στη γήρανση
Η μελέτη αυτή αλλάζει την παραδοσιακή αντίληψη για τη γήρανση. Οι περισσότερες έρευνες εστιάζουν στο πώς συσσωρεύονται βλάβες με τον χρόνο, ενώ εδώ εντοπίζεται ένα γονίδιο που προκαλεί συγκεκριμένη μείωση στη συμπεριφορά μετά την αναπαραγωγή. Το nhr-76 αποτελεί παράδειγμα ενεργού γενετικού προγράμματος που καθορίζει την ηλικιακή φθορά, όχι μόνο τυχαία συσσώρευση βλαβών.
Συνέπειες για τα θηλαστικά και τον άνθρωπο
Παρόμοια γονίδια, γνωστά ως πυρηνικοί ορμονικοί υποδοχείς, υπάρχουν και στα θηλαστικά. Υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορεί να παίζουν ανάλογους ρόλους στη γήρανση, αν και μέχρι σήμερα δεν έχει τεκμηριωθεί σαφής παράλληλος μηχανισμός στον άνθρωπο. Το μοντέλο του C. elegans παρέχει ένα πλαίσιο για την κατανόηση της επίδρασης των γονιδίων στη γήρανση και μπορεί να καθοδηγήσει μελλοντικές έρευνες σε άλλα είδη.
Η ανακάλυψη του nhr-76 δείχνει ότι η γήρανση δεν είναι απλώς τυχαία φθορά, αλλά μπορεί να περιλαμβάνει ενεργά προγράμματα που μειώνουν συγκεκριμένες λειτουργίες μετά την αναπαραγωγή. Τα ευρήματα αυτά ανοίγουν νέους δρόμους για την έρευνα της γήρανσης, προσφέροντας ένα εργαλείο για να μελετηθεί η επίδραση των γονιδίων στη συμπεριφορά και την αισθητηριακή λειτουργία σε διαφορετικά στάδια της ζωής. Το C. elegans, με τη σύντομη διάρκεια ζωής και την απλότητά του, παραμένει ανεκτίμητο για την κατανόηση των γενετικών μηχανισμών που διέπουν τη γήρανση και ενδεχομένως θα καθοδηγήσει τη μελέτη της γήρανσης και στους ανθρώπους.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!