Starzenie się może w mniejszym stopniu dotyczyć konkretnych „genów starzenia”, a bardziej długości genu. Wiele zmian związanych ze starzeniem się może wynikać ze zmniejszonej ekspresji długich genów – twierdzą badacze w opinii opublikowanej 21 marca w czasopiśmie Trendy w genetyce. Spadek ekspresji długich genów wraz z wiekiem zaobserwowano u wielu zwierząt, od robaków po ludzi, w różnych typach ludzkich komórek i tkanek, a także u osób z chorobami neurodegeneracyjnymi. Eksperymenty na myszach pokazują, że zjawisko to można złagodzić dzięki znanym czynnikom przeciwdziałającym starzeniu się, w tym ograniczeniom dietetycznym.

„Jeśli mnie pytasz, jest to główna przyczyna ogólnoustrojowego starzenia się całego organizmu” – mówi współautor i biolog molekularny Jan Hoeijmakers z Centrum Medycznego Uniwersytetu Erazma w Rotterdamie; Uniwersytet w Kolonii; oraz Instytut Oncode/Instytut Princess Maxima w Utrechcie.

Autorzy reprezentują cztery grupy badawcze z Hiszpanii, Holandii, Niemiec i Stanów Zjednoczonych, a każda z nich dochodzi do tych samych wniosków, stosując różne metody.

Starzenie się wiąże się ze zmianami na poziomie molekularnym, komórkowym i narządowym – od zmienionej produkcji białek przez nieoptymalny metabolizm komórkowy po upośledzoną architekturę tkanek. Uważa się, że zmiany te mają swoje źródło w uszkodzeniach DNA wynikających ze skumulowanej ekspozycji na szkodliwe czynniki, takie jak promieniowanie UV lub reaktywne formy tlenu wytwarzane przez nasz własny metabolizm.

Chociaż wiele badań nad starzeniem się skupiało na konkretnych genach, które mogą przyspieszać lub spowalniać starzenie się, badania dokładnie, które geny są bardziej podatne na starzenie się, nie ujawniły żadnego wyraźnego wzorca pod względem funkcji genów. Zamiast tego wydaje się, że podatność jest powiązana z długością genów.

„Przez długi czas problem starzenia się skupiał się na genach związanych ze starzeniem się, ale naszym wyjaśnieniem jest to, że jest ono znacznie bardziej losowe – jest to zjawisko fizyczne związane z długością genów, a nie z konkretnymi zaangażowanymi genami lub funkcji tych genów” – mówi współautor Ander Izeta z Instytutu Badań nad Zdrowiem Biogipuzkoa i Szpitala Uniwersyteckiego Donostia w Hiszpanii.

Zasadniczo sprowadza się to do przypadku; długie geny mają po prostu więcej potencjalnych miejsc, które mogą zostać uszkodzone. Naukowcy porównują to do podróży samochodowej – im dłuższa podróż, tym większe prawdopodobieństwo, że coś pójdzie nie tak. A ponieważ niektóre typy komórek mają tendencję do większej ekspresji długich genów niż inne, w komórkach tych istnieje większe prawdopodobieństwo akumulacji uszkodzeń DNA w miarę starzenia się. Komórki, które nie dzielą się (lub bardzo rzadko) również wydają się bardziej podatne w porównaniu z komórkami szybko replikującymi się, ponieważ komórki długo żyjące mają więcej czasu na akumulację uszkodzeń DNA i muszą polegać na mechanizmach naprawy DNA, aby je naprawić, podczas gdy komórki szybko dzielące się mają tendencję do być krótkotrwałym.

Ponieważ wiadomo, że komórki nerwowe eksprymują szczególnie długie geny, a także są powolne lub nie dzielą się, są szczególnie podatne na to zjawisko, a naukowcy podkreślają związek między starzeniem się a neurodegeneracją. Wiele genów zaangażowanych w zapobieganie agregacji białek w chorobie Alzheimera ma wyjątkowo długą długość, dlatego dzieci i młodzież chorzy na raka, wyleczeni chemioterapią uszkadzającą DNA, później cierpią z powodu przedwczesnego starzenia się i neurodegeneracji.

Autorzy spekulują, że uszkodzenie długich genów może wyjaśnić większość cech starzenia się, ponieważ jest ono powiązane ze znanymi przyspieszaczami starzenia i można je złagodzić za pomocą znanych terapii przeciwstarzeniowych, takich jak ograniczenia dietetyczne (które, jak wykazano, ograniczają uszkodzenia DNA) ).

Wiele różnych czynników, o których wiadomo, że wpływają na starzenie się, wydaje się prowadzić do tej zależnej od długości regulacji, na przykład różne rodzaje napromieniania, palenie, alkohol, dieta i stres oksydacyjny”.

Thomas Stoeger, współautor Northwestern University

Jednakże, chociaż związek między spadkiem ekspresji długich genów a starzeniem się jest silny, dowody przyczynowe wymagają wykazania.

„Oczywiście nigdy nie wiadomo, co było pierwsze, jajko czy kura, ale widzimy silny związek między tym zjawiskiem a wieloma dobrze znanymi oznakami starzenia się” – mówi Izeta.

W przyszłych badaniach naukowcy planują dokładniej zbadać mechanizm tego zjawiska i jego konsekwencje ewolucyjne, a także zbadać jego związek z neurodegeneracją.

Badania te były wspierane przez Towarzystwo Maxa Plancka, Holenderską Organizację Badań Naukowych, Europejską Radę ds. Badań Naukowych i NIH.