TLDR: Potkani, ryby i lidé stárnou na buněčné úrovni sérií obtížně pozorované, ale nakonec měřitelné dysbalance vztahů mezi geny. Pro snahu o „nesmrtelnost“ nejde o dobrou zprávu. Studie tuna.

Vyhlídka na věčnost

Se stárnutím se člověk snaží bojovat, co je svět světem – a dosáhli jsme v tom určitých pokroků díky medicíně i bezpečnějšímu životu. Ovšem nesmrtelnost stále působí nedosažitelně – dnes poprvé však úroveň poznání působí dojmem, že by významného prodloužení života mohli dočkat alespoň někteří již žijící lidé. Nejnověji i skrze studii, která odhalila více o tom, proč vlastně stárneme…

Vědátoři americké Northwestern University odhalili, že u potkanů, ryb i lidí dochází s přibývajícím věkem k postupné nerovnováze dlouhých a krátkých genů prakticky v každé buňce jejich těla. To by mohl být jeden ze zásadních, pokud ne rovnou nejzásadnější mechanismus buněčného stárnutí – a tak i stárnutí celého těla. To naznačuje dobrou i špatnou zprávu, pokud bychom se jednou snažili tuto dysbalanci umazat.

Tou špatnou zprávou je skutečnost, že za stárnutí není odpovědný žádný specifický gen nebo geny. Namísto toho se zdá, že stárnutí je řízeno změnami na úrovni systémů s komplexními účinky. Jevy tak mohou ovlivnit tisíce různých genů a jejich příslušných proteinů. Pokud bychom stárnutí chtěli vykurýrovat, vypnout/zapnout jediný gen nejspíše nebude stačit.

Dobrou zprávu naštěstí mám taky – ale necháme si ji až na konce. Abyste ji ocenili, bude třeba trochu vysvětlovačky.

Hurá do transkriptomu

Jak jsme si napsali mnohokrát: mezi informace ve vaší DNA a mezi tím, jaký mají nakonec vliv na organismus, je setsakra dlouhý sled událostí… Začínající už tím, že geny používané k produkci proteinů vlastně často ani nepochází z DNA.

Za normálních okolností se totiž v každé nebo skupině buněk kód reprezentovaný DNA překládá do RNA a stává se souborem volně se pohybujících instrukcí známých jako transkriptom. Tuto mobilní knihovnu genetických receptů buňka používá k vytváření svých částí a k vykonávání různých svých funkcí. Teprve z transkriptomu se „rodí“ příkazy k vytváření proteinů.

Zdá se ovšem, že obsah transkriptomu se s věkem mění. U zdravého, mladého zvířete je aktivita krátkých a dlouhých genů v transkriptomu vyvážená a tato rovnováha je pečlivě sledována a udržována. Jak však jedinec stárne, krátké geny začínají převládat…

U několika různých druhů zvířat bylo tak již zjištěno, že s věkem přibývá kratších transkriptomů. Tyto změny jsou konzistentní v různých tkáních a u různých živočichů. Není zcela stoprocentně jasné, že jde o hlavní mechanismus stárnutí. Stejně jako samotný proces stárnutí ale i přechod k menším transkriptomům začíná brzy a je postupný…

Vědátoři to jasně demonstrovali u zvířecích modelů. U hlodavců měly vzorky tkání odebrané ve věku 4 měsíců relativně delší medián délky genů než vzorky odebrané ve věku 9 měsíců. Změny transkriptomů zjištěné u rybek ve věku od 5 týdnů do 39 týdnů byly podobné, stejně jako později i transkriptomu lidském.

To vše působí trochu strašidelně – a tak je pomalu čas na tu dobrou zprávu…

Všechno se komplikuje

Samotný transkriptom není nejspíše jediný mechanismus stárnutí. Když totiž vědátoři z Northwesternu dále zkoumali vliv několika zásahů proti stárnutí na délku transkriptomů, ukázalo se, že dysbalanci transkriptomu nelze jen tak vypnout. Namísto toho zkrátka s věkem narůstá výhodnost krátkých genů, které se stávají v těle aktivnějšími.

Pozoruhodné je, že vliv této dysbalance na jednotlivé geny je na hranici detekovatelnosti. Nerovnováha způsobuje v genech změny, které jsou tak nepatrné, že působí zanedbatelně. Jak ale víme, realita je nakonec opačná. To je pravděpodobně i důvod, proč až dosud tyto proměny unikaly naší pozornosti. Zaměřovali jsme se především na malý počet genů v domnění, že několik málo genů vysvětlí onemocnění, shrnuje to Luís Amaral z Northwesternu.

Jak ale dodává: teď, když máme toto nové poznání, je to jako mít nový nástroj k dalšímu zkoumání stárnutí! Vědátoři to přirovnávají k okamžiku, kdy Galileo poprvé sestrojil dalekohled – až doposud jsme prostě možná na buněčné stárnutí nahlíželi příliš rozmazaně a nejasně. Avšak pohled na aktivitu genů touto novou optikou nám umožní vidět biologické jevy jinak!

I když tak dysbalanci transkriptomu nejde jen tak vypnout, vědátoři mají za to, že pochopení souvislosti mezi dalšími buněčnými a transkriptomickými změnami závislými na věku by tak stále mohly odhalit nové směry výzkumu pro boj se stárnutím! Což je rozhodně sympatické, protože čím jsem starším, tím víc výzkumy jako tento z nějakého důvodu působí zajímavěji!

[Ladislav Loukota, Nina Kadašová]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]