Neoliitikumist XIX sajandi alguseni ei ületanud inimese keskmine eluiga 30 aastat. Isegi suhteliselt hiljutisel 1940. aastal oli eluiga NSV Liidus umbes 40 aastat ja Skandinaavia kõige soodsamates riikides - 60 aastat. Ja alles hiljuti, tänu meditsiini kiirele arengule, hakkasid inimesed elama nii kaua kui kunagi varem (nad mõtlesid isegi massilisele üleminekule üle 100-aastase tähise).
Kuid paraku ei tähenda pikk elamine tugevana ja tervena püsimist. Ja tänapäeval on enamus eakaid inimesi, kes on jõudnud kaugelearenenud aastatesse, kannatanud aastakümneid krooniliste vanusest tingitud haiguste käes, unistades mõnikord võimalikult kiiresti sellest surelikust maailmast lahkumisest.
Teadlased otsivad endiselt bioloogilisi tegureid, mis aja jooksul põhjustavad rakkude kahjustusi. Nüüd on Harvardi ülikooli teadlased avastanud seose vananemise ja ühe peamise bioloogilise protsessi, mida nimetatakse RNA splaissinguks, vahel. See avastus mitte ainult ei kajasta molekulaarse mehhanismi rolli elu pikendamisel, vaid vihjab ka võimalusele seda tervislikuks vananemiseks häälestada.
"See, mis tapab Alzheimeri tõve neuronid, erineb kindlasti südame-veresoonkonna haiguste põhjustajatest, kuid vananemine on kõigi nende haiguste peamine riskifaktor," ütles vanem uuringute autor William Mair. - Seega on üks suurimaid küsimusi - kas molekulaarsüsteemide töös on olemas üldpõhimõte, mis võimaldab sellistel haigustel saada jalus elundites?
Et mõista, kuidas RNA splaissimine võib vananemist häirida, tasub kõigepealt meelde tuletada, kuidas sünteesitakse valgumolekule, mis on inimkeha peamised rakuelemendid ning reguleerivad ka organite ja kudede tööd. Nende valmistamise "retseptid" on kodeeritud geneetilises koodis ja neid hoitakse iga raku tuumas nagu raamatukogus.
Uue valgu loomine algab sellest, et DNA eraldi sektsiooni - geeni - alusel ehitatakse nn messenger RNA, koodis kodeeritud aminohapped koondatakse valguks.
Kuid geenid, nagu ka nende alusel ehitatud RNA molekulid, sisaldavad mittekodeerivaid piirkondi, mis tuleb enne valkude sünteesi alustamist splaissimise ajal välja lõigata.
RNA ja valkude stabiilne tootmine on noore ja tervena püsimise võti, seetõttu soovisid teadlased teada saada, millist mõju avaldavad splaissimise muutused, mis vanusega paratamatult toimuvad.
Reklaamvideo:
Mayr ja ta kolleegid katsetasid ascaris-ussi Caenorhabditis elegans, mis on traditsiooniline ja mõneti legendaarne mudelorganism bioloogias. See on esimene loom, kelle genoom on dekodeeritud ja närvisüsteemi neuronite täielik kaart on koostatud. Lisaks võib ümaruss saada lähimas tulevikus esimeseks elusolendiks, kes reisib Marsile. On oluline, et C. elegans'il oleks umbes sama palju geene kui inimestel, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt geeniuuringutes.
"Ascaris on suurepärane objekt vananemisuuringute jaoks, kuna need ussid elavad ainult kolm nädalat ja sel ajal näitavad nad vanusega seotud närbumise selgeid märke," selgitab uuringu esimene autor Caroline Heintz. "Näiteks kaotavad nad lihasmassi, nende reproduktiivne funktsioon väheneb, nende immuunsussüsteem halveneb ja nende nahale tekivad isegi kortsud."
Kuna ussirakud on läbipaistvad, suutsid teadlased märgistada üksikud geenid fluorestsentsvalkudega ja jälgida reaalajas, kuidas splaissimisprotsess ümarusside vananedes muutub. Viie päeva jooksul ei suutnud meeskond mitte ainult tuvastada üksikisikuid populatsioonis, kus splaiss oli normaalsel tasemel pikem kui teistel, vaid ka täpselt ennustada iga ussi eluiga, tuginedes nende muutuste dünaamikale.
"See on tõeliselt huvitav tulemus, mis viitab sellele, et kunagi võiksime splaissimist kasutada biomarkerina vananemise varajaste märkide tuvastamiseks," räägib Heinz. Kuid mitte ainult see tegi teadlased õnnelikuks, vaid oli ka üks oluline tulemus.
Seejärel arendasid teadlased välja toitumispiirangute süsteemi, mis, nagu näitas eelmine töö, võib usside (ja mitte ainult) eluiga pikendada. Selle tulemusel püsis ümarusside splaissimisprotsess pidevalt "nooruslikul" tasemel ega muutunud vanusega.
Viimases etapis keskendus meeskond splaissimisprotsessi eraldi elemendile, mida tuntakse splaissimisfaktorina 1 (SFA-1). See on osa splitsosoomist, massiivsest molekulaarstruktuurist, mis osaleb otseselt RNA mittekodeerivate piirkondade eemaldamises. Selgus, et SFA-1 taseme tõus rakkudes pikendab ascarise elu. See avastus on eriti oluline, kuna sarnane element on inimestel splaissimismehhanismis.
"Need hämmastavad tulemused näitavad, et muutunud RNA splaissing võib olla vananemisprotsessi üks peamisi märke," ütleb Mayr. "Meie töö avab täiesti uue uurimisvaldkonna, mis võiks aidata meil mõista, kuidas pikendada elu ja jääda terveks."
Lisateavet Ameerika teadlaste töö kohta leiate ajakirjas Nature avaldatud artiklist.
