En ny studie ökar och förstärker de länkar som har lett forskare att föreslå "transposon teorin om åldrande."

"Hittills har det funnits föreningar och förslag som vi alla har mening, men skillnaden i vetenskap är att du behöver data för att säkerhetskopiera din åsikt."

Transposoner är skurkliga delar av DNA som bryts ner i åldrande celler och omskrivs själva någon annanstans i genomet, vilket potentiellt skapar livslångt förkortande kaos i de genetiska sminkarna av vävnader.

När cellerna blir äldre har tidigare studier visat, tätt sårad heterochromatinförpackning som vanligtvis fänger transposoner blir lösare, så att de kan glida ut ur sina positioner i kromosomer och flytta till nya, störande normal cellfunktion. Under tiden har forskare visat att potentiellt relaterade ingrepp, såsom att begränsa kalorier eller manipulera vissa gener, kan påtagligt förlänga livslängden i laboratoriedjur.

"I den här rapporten är det stora framsteget mot möjligheten att få ett verkligt orsakssamband", säger Stephen Helfand, professor i biologi vid Brown University och senior författare till en ny studie i Proceedings of the National Academy of Sciences. "Hittills har det funnits föreningar och förslag som vi alla har mening, men skillnaden i vetenskap är att du behöver data för att säkerhetskopiera din åsikt."

Ansluta prickarna

De nya resultaten, som leds av fakultetutredaren Jason Wood, kommer från flera experiment som är grundliga och direkta i samband med punktering bland försvagande heterochromatin, ökat transposonuttryck, åldrande och livslängd.

I en uppsättning experiment, fångade laget visuellt transposerbara element i hoppet om att flyga i fruktflugor som de åldrade. De införde speciella genetiska fragment i feta kroppsceller, motsvarande människa lever och fettceller i flugor som skulle glöda ljusgröna när specifika transposerbara element rör sig om i genomet. Under mikroskopet kunde forskarna se ett tydligt mönster av hur de glödande "fällorna" tänds mer och mer som flugorna åldrade.

Ökningen av transposonaktiviteten var inte stabil eftersom flugor blev äldre. "Flugor når en viss ålder och sedan tar det mer exponentiellt", säger Wood. Data visar att tidsramen i vilken transposerbar elementaktivitet verkligen börjar öka är strikt korrelerad med den tid då flugorna börjar dö.

Flera försök i papperet visar också att en viktig insats som redan är känd för att öka livslängden, en kaloridiet, fördröjer dramatiskt uppkomsten av ökad transposonaktivitet.

För att ytterligare undersöka sambandet mellan transposonuttryck och livslängd testade laget effekterna av manipulering av gener som är kända för att förbättra heterochromatinundertryck som inte bara finns i flugor utan också hos däggdjur. Till exempel ökar uttrycket av genen Su (var) 3-9, vilket hjälper till att bilda heterochromatin, förlängd maximal fluglivslängd från 60 till 80 dagar. Ökande uttryck av en gen som heter Dicer-2, som använder den lilla RNA-vägen för att undertrycka transposoner, tillade också betydligt livslängden.

Slutligen visade de att ett anti-HIV-läkemedel som heter 3TC, som hämmar aktivering av transposoner och deras rörelse till nya positioner i genomet, kan återställa en viss livslängd till flugor som har en mutation som inaktiverar Dicer-2.

Nästa steg

För alla nya resultat säger Helfand att det fortfarande inte är rätt tid att förklara att transposon är en orsak till åldrande hälsoeffekter. "De gör en stark historia", säger han. "Vi börjar lägga köttet på skelettet."

Men nya experiment är planerade. Laget kommer till exempel medvetet att uppmuntra uttryck av transposerbara element för att se om det undergräver hälsa och livslängd. Ett annat tillvägagångssätt kan vara att använda den kraftfulla CRISPR-genredigeringsmetoden för att specifikt inaktivera transponeringselementens förmåga att mobilisera inom genomet. Om det här ingripandet påverkat livslängden, skulle det också säga, säger Helfand.

Laget fortsätter också att utveckla droginterventioner i hopp om att öka effektiviteten och lära sig mer om sin säkerhet.

Brown leder också ett nytt bidrag med New York University och University of Rochester för att vidareutveckla studien av transposons i åldrande.

Även om transposoner verkar vara en viktig faktor i åldrandet, säger Helfand och Wood, är de troligen bara en del av en bredare uppsättning processer som undergräver hälsa över tid. "Det finns många potentiella mekanismer som påverkar åldrandet," säger Wood. "Det finns många saker på gång, men vi tror att det här är en av dem."

National Institute of Health och American Federation for Aging Research finansierade forskningen.

Källa: Brown University

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon