اکتشافی تازه که روند «پیر شدن» را کُند می‌کند
دانشمندان آلمانی فکر می‌کنند که پاسخ یک پرسش قدیمی را یافته‌اند: چه چیزی باعث پیری می‌شود و آیا برای معکوس کردن روند پیری می‌توان کاری کرد؟
فرادید| به رغم قرن‌ها پژوهش و پیشرفت در علم پزشکی، هنوز معماهای حل‌نشده‌ی زیادی وجود دارند که یکی از مهمترین آن‌ها درک محرک‌های پیری و کند یا معکوس کردن فرایند پیری است. به تازگی تیمی از دانشمندان آلمانی نتایج مطالعه‌ی جدیدشان را در مجله‌ی علمی نیچر منتشر کردند که پاسخی به این پرسش‌ها است.
به گزارش فرادید؛ دانشمندان دانشگاه کلن آلمان نه تنها کشف کردند رونویسی ژن (پروسه‌ای که در آن سلول یک کپی RNA از یک رشته DNA می‌سازد) با افزایش سن سریع‌تر می‌شود و از دقت آن کمتر و بیشتر مستعد خطا می‌شود، بلکه فرایندهای خاصی می‌تواند در معکوس کردن این افول به ما کمک کند.
پیش از اینکه دکتر آندرآس بِیِر، محقق ارشد این پروژه و همکارانش ۱۰ سال پیش شروع به کار کنند، در مطالعات رایج درباره‌ی فرایند پیری فقط روی بیان افتراقی ژن تمرکز میشد. در مطالعات پیشین، این قبیل پرسش‌ها مطرح میشد: «وقتی پا به سن می‌گذاریم کدام ژن‌ها روشن و کدام ژن‌ها خاموش می‌شوند؟ این خاموشی و روشنی چگونه سازماندهی یا متابولیسم را در سلول تغییر می‌دهد؟ اما هیچکس نمی‌پرسید خود فرایند رونویسی (از مراحل بیان ژن) با افزایش سن چگونه تغییر می‌کند. پاسخ این پرسش می‌تواند به معکوس یا متوقف کردن فرایند پیری کمک کند».
رونویسی، کلید پیری سالم
رونویسی در تحقیقات بِیِر بنیادی است چون فرایندی است که در آن سلول یک کپی RNA از یک قطعه DNA می‌سازد. این کپی مهم است چون اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای ساخت پروتئین‌های جدید در یک سلول را حمل می‌کند. پروتئین عامل تعیین‌کننده‌ی سلامتی و عملکرد سلول‌ها است و سلول‌ها ساختار تمام موجودات زنده را تشکیل می‌دهند.
در تمام طول زندگی، سلول‌های ما بازتولید می‌شوند اما هر سلول متفاوت است و چیزی که آن‌ها را متفاوت می‌کند ژن‌های مختلفی است که درون آن فعال شدند. این فعال‌سازی «رونویسی» نامیده می‌شود. از آنجا که ژن‌ها هدف سلول‌ها را تعیین می‌کنند، رونویسی آن‌ها باید بی‌عیب و نقص باشد.
بِیِر می‌افزاید: «شما نیاز دارید برای هر ژن، میزان درستی از رونویسی را ایجاد کنید و کپی دقیقی از توالی داشته باشید، اما نیاز دارید ژن‌های دقیقی را هم فعال کنید که سلول برای عملکردی که از آن انتظار می‌رود به آن‌ها نیاز دارد.»
انواع بسیار مختلفی از سلول‌ها در بدن انسان وجود دارند: سلول‌های عصبی، سلول‌های ماهیچه‌ای، سلول‌های خونی، سلول‌های پوست و غیره. از آنجا که هر سلول عملکرد متفاوتی دارد، مجموعه‌ی متفاوتی از ژن‌ها در هر نوع سلول، فعال (رونویسی) می‌شوند. بِیِر می‌گوید «ماشینِ» مسئول رونویسی از توالی‌های ژن Pol II (RNA polymerase II) نام دارد.
چیزی که تیم بِیِر کشف کرد این بود که فرایند رونویسی با افزایش سن سریع‌تر می‌شود و این رونویسیِ شتاب‌گرفته سبب می‌شود Pol II اشتباهات بیشتری کند و این اشتباهات منجر به شکل‌گیری کپی‌های «بد» می‌شود که معنای آن بیماری‌های متعدد است.
بِیِر می‌گوید: «اگر Pol II بیش از حد سریع شود، اشتباهات بیشتری می‌کند و سپس توالی، دیگر با توالی ژنوم برابر نیست. عواقب این اتفاق شبیه زمانی است که در خود ژنوم جهش وجود دارد.»
متوقف کردن کپی‌های بد سلول
در تحقیقات گذشته ثابت شد رژیم‌های غذایی کم‌کالری و مهار سیگنال‌دهی انسولین (مسدود کردن سیگنال بین انسولین و سلول‌ها) می‌تواند فرایند پیری را کند کند و طول عمر را در بسیاری از حیوانات بیشتر کند. تیم بِیر در آزمایشات‌شان در جستجوی این بودند که دریابند آیا این روش‌ها هیچ اثری بر کند کردن سرعت Pol II و کاهش شمار کپی‌های اشتباه دارد.
تحقیقات آن‌ها (همکاری مشترک با ۲۶ نفر در شش آزمایشگاه مختلف) نخست با کرم، موش و پشه‌ی میوه آغاز شد که به لحاظ ژنتیکی اصلاح شدند تا سیگنال‌دهی انسولین آن‌ها مهار شود و رژیم غذایی کم‌کالری روی موش آزمایش شد تا عملکرد رونویسی سلول در پیری معین شود. در هر دو مورد، Pol II واکنش نشان داد و آهسته‌تر عمل کرد و متعاقباً اشتباهات کمتری مرتکب شد.
بِیِر و تیمش بقاء پشه‌های میوه و کرم‌هایی را ردیابی کردند که حامل جهش کندکننده‌ی Pol II بودند. این حیوانات ۱۰ تا ۲۰ درصد بیشتر از همتایان جهش‌نیافته‌شان عمر کردند. محققان برای پیاده کردن این آزمایش روی انسان‌ها، روی نمونه خون افراد پیر و جوان کار کردند.
آرگریس پاپانتونیس، یکی از محققان اصلی تیم می‌گوید: «وقتی سلول‌های جوان را با سلول‌های بسیار پیر در محیط آزمایشگاهی قیاس کردیم، دقیقاً یک نتیجه‌ی یکسان گرفتیم.» نتایج میان-گونه‌ای تصدیق کرد این یک پدیده‌ی عمومی است که به فرایند پیری هم مربوط می‌شود و فقط مختص یک مدل خاص مثل مگس‌ها نیست. مطالعه‌ی ما نشان داد برای مثال، داشتن یک رژیم غذایی سالم یا مداخله‌ی محدودیت کالری می‌تواند کیفیت رونویسی تولید RNA در سلول را بهبود ببخشد و این بهبود در دراز مدت اثرات سودمندی برای سلول دارد.»
این یافته‌ها می‌تواند به پیشگیری از بروز سرطان کمک کند چون بروز این بیماری در اواخر عمر ناشی از همین اشتباهات است. محدود کردن اشتباهات می‌تواند راهی برای محدود کردن بروز سرطان یا بیماری‌های سالخوردگی باشد.
در مجموع یافته‌های این تحقیق به دانشمندان در درک بهتر فرایند پیری، درک بهتر اتفاقاتی که با افزایش سن رخ می‌دهند و در نهایت، درک بهتر مداخلات کمک می‌کند و این داده‌ها فرصت‌های جدیدی را برای به تاخیر انداختن فرایند پیری یا گسترش پیری سالم فراهم می‌کنند.
مترجم: زهرا ذوالقدر
