Experiment med nematodmaskar hjälpte ryska och amerikanska molekylärbiologer och matematiker att bevisa att ett visst genetiskt program kontrollerar åldringsprocessen. Det kommer att vara möjligt att störa sitt arbete med droger, enligt en artikel publicerad i tidskriften Scientific Reports.
Under de senaste åren har en debatt återupplivats bland forskare om vad som är processen för åldring och död hos människor och djur. Vissa biologer och evolutionister tror att denna process inte är oavsiktlig och att den kontrolleras av ett slags "dödsprogram". Så de kallar en speciell uppsättning av gener som får kroppen att växa avfall och dö, vilket ger plats för en ny generation av sitt eget slag.
Andra forskare tror att åldrande är en helt slumpmässig process med ansamling av mutationer och oavsiktliga nedbrytningar i celler, vilket leder till ansamling av så kallade "åldrade" celler i kroppen. De slutar delta i kroppens liv på grund av uppkomsten av mutationer i deras DNA eller når gränserna för uppdelning. Nyligen genomförda experiment har visat att deras borttagning från maskmassan avsevärt förlängt deras liv och förbättrade vitala funktioner.
Förekomsten av nakna mullråttor och andra "odödliga" djur, som påpekats av Pyotr Fedichev, grundare av Gero och chef för laboratoriet vid MIPT, ledde sitt team för flera år sedan att anta att ett åldrande program fortfarande bör existera och att det kan stoppas med användning av vissa läkemedel eller genom att ändra hur gener fungerar.
För att söka efter det valde de sex dussin olika sorter av nematodmaskar, av vilka några levde under ovanligt lång tid, tiotals gånger högre än normen, medan andra levde under en relativt normal period eller ovanligt kort. Biologer har försökt avslöja orsakerna till utvecklingen av dessa skillnader genom att jämföra hur aktiviteten hos deras gener förändrades i olika livsfaser och analysera deras karakteristiska uppsättningar av mutationer.
Forskare var ursprungligen intresserade av svaret på en enkel fråga - varför mutationer i vissa gener som nematoder förvärvade redan innan de kläckte ut i världen förlängde deras liv avsevärt, och deras blockering med RNA i vuxen ålder gav inte samma effekt.
Detta ledde till att ryska genetiker och matematiker, liksom deras kollegor vid Arkansas Medical University i Little Rock (USA), misstänkte att sådana små förändringar orsakade omstrukturering i stor skala i hela åldringsprogrammet, vilket var svårt eller omöjligt att upprepa.
För att testa dessa farhågor kombinerade Fedichev och hans kollegor resultaten från sina egna mätningar och experimenten från andra vetenskapliga grupper i en storskalig databas som speglade hur arbetet i alla nematodgener förändrades när de åldrades. De analyserade innehållet med ett maskininlärningssystem som kan lyfta fram även de mest subtila likheterna.
Kampanjvideo:
Hon visade att åldringsprocessen verkligen liknade ett visst program - aktiviteten hos gener i alla långlivade maskar förändrades i en riktning. Med andra ord förändrade hon på ett liknande, inte slumpmässigt sätt. Det viktigaste är att avmattningen av hur gener förändrade beteende direkt reflekterade hur länge ryggradslösa djur kunde överleva.
Denna upptäckt fick Fedichev och hans team att spekulera om att en liknande effekt skulle kunna uppnås med läkemedel utan att ta till genetiska ingrepp. De försökte hitta liknande ämnen med hjälp av CMAP-databasen, som innehåller omfattande information om hur vissa läkemedel och andra ämnen påverkar olika mänskliga gener.
Hon hjälpte dem att hitta fyra tidigare okända läkemedel som skulle "bromsa" åldringsprogrammet på ungefär samma sätt som mutationer i livslängdsgener. Att testa dem på normala maskar visade att de alla bromsar åldrandet av nematoder i en eller annan grad. Till exempel förlängde det mest kraftfulla läkemedlet, vanlig analgin, livet med en tredjedel.
