Udödlighet är den vårdade önskan från mänskligheten. Och ur en vetenskaplig synvinkel är det inte i förväg orealiserbart. Frågan bygger på åldringsmekanismen: nedbryter cellerna av sig själva och samlar "skräp" eller är det genetiskt bestämt. I det senare fallet är "dödsprogrammet" teoretiskt inaktiverat. Kommer nematodmaskarna att hitta omkopplaren?
Kom ihåg att alla livsformer upprätthåller en självhelande miljö på molekylär nivå. Men med tiden upphör det att upprätthållas och skador på cellstrukturer uppstår, kallad oxidativ stress.
Under det senaste halva seklet har forskare försökt förstå varför "regimförändringen" inträffar och produktionen av reaktiva syrearter - fria radikaler, till exempel, ökar i kroppen.
Undersökningar av nematodernas metabolism har visat att när oxidationsnivån sjunker, ökar livslängden för parasollparasiterna. I vissa experiment är det nästan dubbelt så mycket som "standard".
Och med hjälp av DNA-analys var det möjligt att ta reda på att åldrande åtföljs av vissa förändringar på den genetiska nivån. Till exempel lokaliserades p16INK4a-genen i möss, som kan påverka regenerering; med åldern aktiverades den, vilket ledde till cellnedbrytning.
Problemet är att det är ganska problematiskt att koppla metaboliska störningar till vissa specifika mekanismer, slumpmässiga eller genetiskt bestämda. "I sådana fall är det mycket svårt att säga var orsaken och var effekten är," förklarar biokemisten Brian Kennedy vid University of Washington.
Det betyder att alla ovanstående negativa processer på molekylnivå kan följa åldrande och inte orsaka det.
Under ett antal studier har det redan varit möjligt att konstatera att förändringar i uttrycket för vissa gener (det vill säga i deras aktivitet) kan påverka livslängden på organismen. Det fanns dock ingen säkerhet om att dessa specifika DNA-regioner är ansvariga för "verkligt" åldrande.
Och nu hävdar molekylärbiologer vid Stanford, under ledning av Stuart Kim, att de för första gången har kunnat få direkta bevis för att det finns genetiska "åldringsprogram". En rapport om detta arbete publicerades i tidskriften Cell.
Kampanjvideo:
Forskare har utfört en fullständig jämförande analys av genuttryck i unga och gamla nematoder. Cirka tusen skillnader identifierades, som dock huvudsakligen kontrollerades av endast tre transkriptionsfaktorer - ELT-3, ELT-5 och ELT-6.
Dessa proteiner fungerar som ett slags "tumlar" som utlöser överföring av ärftlig information genom att aktivera eller inaktivera enskilda gener. Och algoritmen för deras arbete i gamla och unga maskar var betydligt annorlunda.
Men hur kan man kontrollera vad som kontrollerar själva transkriptionsfaktorerna - ansamlingen av skadliga mutationer eller det ärftliga programmet? För att göra detta utsatte forskarna maskarna för flera typer av skadliga effekter - oxidativ stress, infektion med virus och strålningsexponering.
Ingenting påverkade emellertid uttrycket av de tre viktiga proteinerna. Baserat på de erhållna resultaten har forskare kommit fram till att utlösningen av åldrande mekanismer beror på genetiska faktorer. "Det finns instruktioner i maskgenet," säger Dr. Kim.
För att testa den "ärftliga" hypotesen återigen neutraliserade amerikanerna uttrycket av två faktorer (ELT-5 och ELT-6) i maskar i ålderdom. Som ett resultat levde de personer som utsattes för interventionen en och en halv gånger längre än deras normala motsvarigheter.
Studiens huvudförfattare kallar processen för att ändra genfunktionen "utvecklingsdrift" och kopplar den till reproduktion: de slutar helt enkelt fungera som de borde - så fort reproduktionsåldern har slutat."
Enligt Dr. Kennedy är det emellertid på grundval av de erhållna uppgifterna omöjligt att utesluta påverkan av cellulärt "skräp" och andra (skiljer sig från de identifierade) genetiska mekanismerna. Kroppen är en komplex sak.
Det finns andra versioner också. I synnerhet har vi redan skrivit om försök att hitta "åldrande gener" i nematoder. Då kom forskarna till slutsatsen att åldrande är ett genetiskt program, men det manifesterar sig exakt i ansamlingen av cellulära skräp.
Å andra sidan är resultaten från Stanford-gruppen i överensstämmelse med data från ett annat experiment - den här gången hos människor. Det leddes av en grupp gerontologer från Pacific Health Research Institute, leds av Bradley Willcox. En rapport om detta arbete publicerades i tidskriften PNAS.
Hawaiianska forskare undersökte de genetiska kombinationerna av 213 personer över 95 år gamla och kom till slutsatsen att en viss mutation av en av generna (kallad FOXO3A) ökar chansen att överleva den hundraåriga milstolpen två till tre gånger. "Om du ärvde den här kombinationen, så tänk på att du träffade jackpoten," förklarar Dr. Willcox.
Således verkar hypotesen om den ärftliga grunden för åldrande bekräftas. Och detta är uppmuntrande. I den meningen att om motsvarande gener kan isoleras, kommer det också att vara möjligt att neutralisera dem.
Professor Kim är till exempel väldigt optimistisk. Han är säker på att "ungdomens elixir" kan syntetiseras fullständigt om en jämförande analys av molekylkomplexen hos en gammal och en ung person genomförs - i analogi med nematodmaskar.
