„Kodėl vieni žmonės atrodo 10 metų jaunesni už kitus?“ Paslaptis atskleista. Štai atsakymas (1)
Slaptas jaunystės šaltinis.
© geralt (Pixabay Content Licence)|https://pixabay.com/photos/man-child-infant-grandfather-3552247/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Štai kodėl vieni žmonės atrodo 10 metų jaunesni už kitus – tam tikros ląstelės daro didelę įtaką.
Mes visi turime pasenti – kol kas to neįmanoma išvengti. Tačiau tai taip pat faktas: tai, kaip greitai sensta mūsų kūnas, yra mūsų pačių rankose. Tiesą sakant, mūsų DNR giliai slypi slaptas jaunystės šaltinis, kuris gali ne tik sulėtinti senėjimo procesą, bet ir jį pakeisti.
„Iš pradžių man tai atrodė gana paprasta“, – aiškina žinoma senėjimo tyrinėtoja ir Nobelio premijos laureatė Elizabeth Blackburn. „Mes senstame, nes mūsų ląstelių genetinė medžiaga laikui bėgant vis labiau pažeidžiama – dėl to ląstelės nebegali tinkamai atlikti savo funkcijų.“ Tačiau netrukus iškilo klausimų: „Kuri DNR tiksliai yra pažeista – ir kaip?“ Taigi, tyrimų pradžioje atsakymo į klausimą, kodėl ląstelė apskritai turi senti ir tiesiog nesidalija amžinai, paieška pasirodė sudėtinga.
100 trilijonų ląstelių žmogaus kūne
Tai pirmiausia lėmė gryni skaičiai. Žmogaus kūne yra apie 100 trilijonų ląstelių – ir kiekviena iš šių ląstelių turi maždaug 180 centimetrų ilgio DNR grandinę, kurioje yra 6,54 milijardo genetinių raidžių. Palyginimui: jei vienos eilutės genetinę informaciją užrašytumėte didžiosiomis raidėmis, ta raidžių seka galėtumėte lengvai sujungti Šiaurės ašigalį su pusiauju. Blackburn problema iš pradžių buvo labai praktiška: nuo ko pradėti ieškoti? Tai, kad jie apskritai ką nors rado anuomet, atsižvelgiant į ribotą devintojo dešimtmečio skaičiavimo galią ir didžiulį informacijos kiekį, daugiausia lėmė doktorantės patarimai – ir nemažai sėkmės, kaip pripažįsta Blackburn.
|
Iš tiesų ji, naudodama specialų rentgeno metodą, visiškai atsitiktinai aptiko keistą raštą blakstienuotojo pirmuonio, gyvenančio baloje netoli jos laboratorijos, DNR. Tiksliau, tai buvo „pasikartojanti, nekoduota DNR seka“. Tai ir buvo atradimas, kurio buvo ieškota. Tai, kas iš pradžių tyrėjui atrodė kaip beprasmė tuščia DNR sritis, galiausiai pasirodė esąs bene svarbiausias atradimas medicinos istorijoje: telomeros – dar žinomos kaip įsikūnijusios ląstelės galiojimo data.
Žmogaus kūnas yra iki 100 trilijonų atskirų ląstelių iš maždaug 200 skirtingų ląstelių tipų tinklas. Tačiau savo vystymosi pradžioje žmogus susideda tik iš vienos ląstelės: apvaisinto kiaušinėlio. Tačiau dar prieš jam migruojant į gimdą, jis pirmą kartą dalijasi – taip perduodamas savo DNR. Kiek laiko ląstelei reikia vėl pasidalyti, priklauso nuo jos tipo ir svyruoja nuo dienų iki metų. Tačiau vienas dalykas yra tikras: be apsauginio telomerų poveikio chromosomos gale, ląstelės prarastų genetinę informaciją su kiekvienu dalijimusi.
Gemalinės ląstelės ir naviko ląstelės gali dalytis neribotai
Iš tiesų, organizme yra dviejų tipų ląstelės, kurios, skirtingai nei somatinės ląstelės (kūno ląstelės), gali dalytis neribotai – todėl yra potencialiai nemirtingos. Tai vadinamosios gemalinės ląstelės (kiaušialąstės, spermatozoidai), bet taip pat ir naviko ląstelės. Nors naviko ląstelės turi trumpas telomeras, jose taip pat yra daug telomerazės. Šis fermentas gali apsaugoti ląstelės DNR nuo nusidėvėjimo ląstelių dalijimosi metu, leisdamas jai dalytis neribotai. Šie šeši simptomai gali rodyti naviką.
Mūsų chromosomų gale yra apsauginiai dangteliai, pagaminti iš DNR ir baltymų: telomeros. Jie iš esmės veikia kaip plastikiniai dangteliai ant batraiščio galo – neleidžia prarasti informacijos genetinio dalijimosi metu. Telomeros susidėvi su kiekvienu ląstelės dalijimusi – taip lemia ląstelės amžių pagal likusių bazių porų ilgį.
Gemalinėse ląstelėse, naviko ląstelėse ir, skirtingu mastu, visose kitose kūno ląstelėse fermentas telomerazė užtikrina DNR gamybą. Kai fermentas, sudarytas iš baltymų ir RNR, skuba į chromosomą, kad pataisytų telomerą, ląstelės DNR galinę dalį, kuri sutrumpėjo ląstelės dalijimosi metu, jis naudoja savo RNR (šablono) seką kaip modelį. Todėl telomerazė gali ne tik gaminti DNR, bet ir nešiotis jos planą savo genetinėje informacijoje.
Raktas į ilgą gyvenimą
Dabar, kai kai Blackburn už savo atradimą gavo Nobelio medicinos premiją – žinome, kad telomeros yra toli gražu ne tuščios erdvės: jos riboja chromosomą ir taip apsaugo genetinę medžiagą. Kaip apsauginis dangtelis ant DNR grandinės, jos neleidžia prarasti genetinės informacijos ląstelės dalijimosi metu.
Ir tai dar ne viskas: telomeros yra ilgai ieškotos ląstelių laiko matuoklės – jos lemia, kiek metų ląstelei ir kada ji miršta. Jų principas yra neįtikėtinai paprastas: su kiekvienu ląstelės dalijimusi chromosomų apsauginis dangtelis šiek tiek susidėvi ir trumpėja. Kuo trumpesnė telomera, tuo senesnė atitinkama ląstelė. Tiksliau sakant, žmogaus telomerą sudaro maždaug 10 000 bazinių porų. Po 50–100 ląstelių dalijimųsi (priklausomai nuo ląstelės tipo) telomera pasiekia kritinį 4000 bazinių porų ilgį. Tada ląstelė nustoja dalytis, bet tampa neaktyvi (Hayflicko riba). Ir tai turi išties siaubingų pasekmių: „Jei ląstelės galiojimo laikas pasibaigęs, ji nemiršta – ji tampa savotišku zombiu“, – aiškina profesorė Blackburn. „Šioje būsenoje ląstelės nebegali atlikti savo funkcijos. Jos yra dezorientuotos ir išsekusios, neteisingai interpretuoja signalus iš kitų ląstelių ir savo ruožtu siunčia klaidingus pranešimus.“
Kuo vyresnis žmogus, tuo daugiau šių zombių ląstelių kaupiasi jo organizme – tai sukelia, pavyzdžiui, klaidingus pavojaus signalus, kai į organizmą be priežasties išsiskiria uždegimą skatinančios medžiagos. Jos taip pat silpnina imuninę sistemą, padidina širdies ir kraujagyslių ligų riziką arba skatina neurologinių ligų vystymąsi. Apskritai galima teigti, kad šis organizmo išeikvojimas deaktyvuotomis ląstelėmis sukelia kūno reakciją, vadinamą senėjimu.
Ir vis dėlto Blackburn nuo pat pradžių telomerų atradimą matė kaip mokslo galimybę: jei būtų rastas būdas užkirsti kelią telomerų nusidėvėjimui, mūsų kūnams nebereikėtų sirgti ir senti. Bet kaip? Iš tiesų, tuo metu buvo laikoma gamtos dėsniu, kad DNR organizme neatkuriama, net jei ji prarandama ląstelių dalijimosi metu. Daugelis žmonių senstant kenčia nuo demencijos, tačiau yra sporto šaka, kuri gali apsaugoti nuo šios ligos.
Kodėl naviko ląstelės yra nemirtingos
Ko Blackburn dar negalėjo numatyti, tai kad ji nebuvo pirmoji, ieškanti telomerų jaunystės šaltinio. Ląstelės – kaip pagrindinės aukos – tai daro jau milijonus metų. Ir jos rado sprendimą. Iš tiesų, tam tikri ląstelių tipai (pvz., kaulų čiulpų ląstelės, embrioninės ląstelės, kamieninės ląstelės, imuninės ląstelės) gamina fermentą, vadinamą telomeraze, kuris turi unikalų gebėjimą atkurti telomerų nusidėvėjimą. „Norėdamas tai padaryti, fermentas naudoja savo RNR kaip šabloną – tai yra, kaip biocheminį instrukcijų vadovą – kad sukurtų teisingą visiškai naujos DNR seką, taip pakeisdamas susidėvėjusias telomerų dalis“, – sako Blackburn.
Telomerazės apsauginės funkcijos veiksmingumą geriausiai paaiškina ląstelių tipo, paprastai nesusijusio su ilgaamžiškumu – naviko ląstelės, pavyzdys. Tačiau faktas lieka faktu: „Nors jų telomeros yra trumpos, jose yra daug telomerazės“, – aiškina Blackburn. „Dėl to naviko ląstelės iš esmės yra nemirtingos, nes teoriškai jos gali dalytis be galo.“ Tas pats pasakytina ir apie daugelį vienaląsčių organizmų, įskaitant blakstienuotojo pirmuonio (Tetrahymena thermophila) – organizmą, kuriame Blackburn pademonstravo telomerazę.
Tačiau, kad ir koks reikšmingas būtų šis atradimas, telomerazė negali būti tikras jaunystės šaltinis. Yra problema: „Mes, žmonės, paprastai neturime pakankamai telomerazės, kad mūsų ląstelės būtų tikrai nemirtingos“, – aiškina Blackburn. „Mūsų ląstelės labai taupo telomerazę.“ Nors iš pradžių tai gali skambėti nuviliančiai, yra gerų naujienų: net jei mūsų ląstelėse esančios telomerazės nepakanka, kad visiškai panaikintų senėjimą, bent jau galime ją naudoti, kad išliktume sveiki visą gyvenimą.
Blackburn sugebėjo įrodyti, kad atstatomieji fermentai ne tik lemia žmogaus amžių. Jie taip pat lemia, kodėl „žmonės sensta skirtingu greičiu“. Svarbiausia yra gyvenimo būdas: „Telomeros galite palaikyti aktyvią telomerazę.“ Ir jums nereikia daug daryti, kad tai pasiektumėte. Faktas yra tas, kad mūsų ląstelės nori, kad padėtume joms išlikti sveikoms – ir todėl jos mums tai palengvina.
