Нов начин за промяна на генома увеличи продължителността на живота с 82%

Стареенето е неизбежен процес, койтосе случва на всеки организъм на земята. Един от основните механизми на стареене е натрупването на увреждане в клетките и тъканите, причинено от излагане на свободни радикали, оксидативен стрес и други фактори. В допълнение, стареенето е свързано с промени в клетъчния геном, което води до намаляване на способността на клетките да се делят и регенерират. Въпреки това, благодарение на научните изследвания, можем да научим за механизмите на стареенето и да разработим методи за борба с него. Генното инженерство играе много важна роля в този процес. По този начин, скорошно проучване, проведено върху клетки от дрожди, показа как е възможно да се забави този процес.

С възрастта човек губи около 10% от масата на мозъка до 70-годишна възраст.

Съдържанието

• 1 Как се случва стареенето?
• 2 Как учените успяха да забавят стареенето
• 3 Генна регулация и нейното влияние върху стареенето
• 4 Изследване на стареенето на дрожди

Как се случва стареенето?

Една от основните теории за стареенето е теориятасвободни радикали. Според нея процесът на стареене възниква поради натрупването на свободни радикали – нестабилни молекули, които могат да увредят клетките и да предизвикат различни биохимични реакции в организма. В резултат на това клетките и тъканите започват да губят способността си да се регенерират и възстановяват, което води до стареене.

Около 30-годишна възраст започваме да губим мускулна маса и сила, като на всяко десетилетие губим около 3-5% от мускулната си маса.

В допълнение, стареенето може да бъде свързано спромени в генетичната информация. В този случай стареенето се обяснява с факта, че клетките не могат да се възпроизвеждат правилно, което води до неправилно функциониране на тялото. Освен това в нашия генетичен материал има определени гени, които намаляват устойчивостта на организма към различни заболявания, те също могат да повлияят на ускореното стареене.

Един от важните компоненти на процеса на стареенее намаляване на производството на хормони. С напредване на възрастта нивата на хормони като тестостерон, естроген и хормон на растежа започват да намаляват. Това води до промяна във физиологичните функции на тялото, като мускулна маса, костна плътност и метаболизъм.

И накрая, стареенето може да бъде свързано с влошаванефункции на имунната система. С напредване на възрастта имунната система става по-малко ефективна в борбата с инфекциите и други заболявания, което води до повишен риск от развитие на хронични заболявания.

Как учените успяха да забавят стареенето

Нашите клетки претърпяват множество променив процеса на живот, поради което те отслабват и в крайна сметка умират. Скорошни проучвания обаче разкриха много интересно развитие: клетките, съставени от един и същ генетичен материал и в една и съща среда, могат да преминат през различни пътища на стареене. Някои се деформират в резултат на намаляване на стабилността на ДНК, докато други се дължат на свиването на митохондриите, клетки, които произвеждат енергия за тялото. С напредването на възрастта митохондриите могат да се влошат, което води до намаляване на енергийния потенциал на клетките и органите.

Един от основните фактори на стареенето е окисляването. През целия живот ние непрекъснато произвеждаме свободни радикали, които увреждат клетките и могат да доведат до различни заболявания.

За забавяне на стареенето, учениТрябваше да работя достатъчно усилено, за да създам генетичен „часовник“. Тяхната основна функция е да превключват между „режимите“, които са отговорни за стареенето, като по този начин удължават живота на клетките. Използвайки генетични вериги, екип от учени успя да проведе експеримент върху клетки от дрожди, което доведе до повишаване на производителността с цели 82%.

Вижте също: Учените подмладиха мишки: стареенето беше обърнато.

За да успеят, разчитат изследователитеданни, получени по-рано. Те описаха механизмите и дефиницията на пътищата на стареене. Освен това беше предложен начин за промяна на генетичните данни, за да се удължи живота на клетките.

Както е посочено в списание Science - сегаизследователите използват синтетична биология, за да попречат на клетките да достигнат износването, свързано със стареенето. Генни регулаторни вериги, отговорни за много физиологични функции, включително стареене, се намират в растителни, животински и човешки клетки. Това ново решение може значително да удължи живота на клетките и да окаже голямо влияние върху медицината и биологията.

Генна регулация и нейното влияние върху стареенето

Интересен факт е, че генетичнитеверигите могат да се управляват от механизми, подобни на електрически вериги. От изследването стана ясно, че не всички клетки стареят по един и същи начин, дори ако тяхната генетична регулация е под контрол. Учените създадоха "интелигентен процес на стареене", за да удължат живота на клетките, позволявайки им да превключват между различни механизми на стареене.

Стареенето може да намали способността на човек да абсорбира определени витамини и минерали, което може да доведе до хранителни дефицити.

Чрез генетична модификация тепреработи веригата, която контролира стареенето и създаде отрицателна обратна връзка, която предотвратява този процес. Веригата е като генератор, който кара клетките да превключват между две "остаряващи" състояния, като избягват да остават в едно от тях и забавят дегенерацията на клетките.

Може да е интересно - възможно ли е да се предотврати стареенето на клетките?

Освен това авторите са използвали компютърсимулация за тестване на идеи преди създаване или модифициране на вериги в клетките. Това им позволи да рационализират процеса и да спестят време и ресурси. Резултатите от изследването показаха значително увеличаване на продължителността на живота на клетките и поставиха нов рекорд в областта на удължаването на живота на клетките с помощта на генетични и химични влияния.

Изследване на стареенето на дрожди

В своето изследване екипът изучава специализирани клетки от дрожди. Те бяха използвани за изследване на основните модели на стареене и също така проследиха целия процес на промяна, който се извършва в клетките.

Въпреки всички промени с остаряването, много хора остават активни и здрави през целия си живот чрез правилно хранене, физическа активност и грижа за здравето си.

Тези данни помогнаха на учените да идентифицират моделии използват генетична модификация, която постигна огромен успех. Крайният резултат доведе до 82% увеличение на живота на клетките. Такъв модел ще помогне да се използват подобни технологии за промяна на процесите при хората.

Ако все пак открият тайната на младостта, бъдете сигурни, че ще я публикуваме първи - абонирайте се за нашия телеграм канал и дзен и бъдете в крак с всички последни новини от света на науката!

Това проучване е успешен примерприложения на синтетичната биология за препрограмиране на процеса на стареене на клетките. В момента екипът от изследователи продължава експерименти в областта на стареенето на различни видове човешки клетки, включително стволови клетки и неврони.