«Όλοι πιστεύουμε πως γερνάμε λόγω φθοράς των κυττάρων μας. Πως όμως εξηγείται το γεγονός ότι τα ζώα δεν γερνούν; Κάποιες χελώνες κάνουν αυγά ακόμα και σε ηλικία 100 ετών, φάλαινες ζουν μέχρι και 200 χρόνια και μύδια επιβιώνουν μέχρι και 400 χρόνια.»
- Δρ. Στιούαρτ Κιμ, καθηγητής βιολογίας της ανάπτυξης και γενετικής στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ -
«Πραγματικά εκπλαγήκαμε,» δήλωσε ο Στιούαρτ Κιμ, ο οποίος είναι ο βασικός συγγραφέας της μελέτης.
Το εργαστήριο του Κιμ εξέτασε την εξέλιξη του γήρατος στον C. elegans, ένα νηματώδες σκουλήκι, ενός χιλιοστού του μέτρου, του οποίου το σώμα και ένας μικρός αριθμός γονιδίων αποτελούν ένα πολύτιμο εργαλείο για τους βιολόγους. Τα σκουλήκια γερνούν πολύ γρήγορα: η μέγιστη διάρκεια ζωής τους είναι δύο εβδομάδες.
Συγκρίνοντας νεότερα σκουλήκια με πιο ηλικιωμένα, η ομάδα του Κιμ ανακάλυψε μεταβολές, που σχετίζονται με την ηλικία, στα επίπεδα τριών μεταγραφικών παραγόντων, των μοριακών διακοπτών δηλαδή που ενεργοποιούν και απενεργοποιούν τα γονίδια. Οι μεταβολές αυτές ευθύνονται για τα γενετικά μονοπάτια που μετατρέπουν τα νεαρά σκουλήκια σε υποψηφίους κοινωνικής ασφάλειας.
Το ερώτημα τί προκαλεί το γήρας δημιούργησε αντίπαλες σχολές, με τη μία πλευρά να ισχυρίζεται πως τα εγγενή γενετικά προγράμματα κάνουν τους οργανισμούς να γερνούν. Η άποψη αυτή δεν θεωρείται από πολλούς αποδεκτή καθώς αφήνει να εννοηθεί πως το γήρας εξελίχθηκε και πως η φυσική επιλογή ώθησε τους πιο ηλικιωμένους οργανισμούς στο δρόμο της φθοράς. Εντούτοις, η φυσική επιλογή ευνοεί τα γονίδια που βοηθούν τους οργανισμούς να παράγουν πολλούς απογόνους. Μόλις σταματήσει η αναπαραγωγή, η φυσική επιλογή δεν μπορεί να επηρεάσει τα γονίδια, επομένως οι επιστήμονες συμφώνησαν πως το γήρας δεν θα μπορούσε να είναι γενετικά προγραμματισμένο.
Η άλλη θεωρία υποστηρίζει πως το γήρας είναι μία αναπόφευκτη συνέπεια συσσωρευμένης φθοράς: τοξίνες, ελεύθερες ρίζες, ακτινοβολία που καταστρέφει το DNA, ασθένειες και άγχος καταστρέφουν το σώμα σε τέτοιο βαθμό που δεν μπορεί να επανακάμψει. Μέχρι στιγμής, αυτή η θεωρία είναι η επικρατέστερη σε ότι αφορά στην έρευνα γύρω από το γήρας.
Τα ευρήματα της ομάδας του Στάνφορντ, όμως, έχουν να πουν μια διαφορετική ιστορία. «Τα 
δεδομένα μας δεν ταιριάζουν με το υπάρχον μοντέλο της συσσωρευμένης φθοράς και έτσι έπρεπε να σκεφτούμε ένα εναλλακτικό μοντέλο αναπτυξιακής έκπτωσης,» αναφέρει ο Κιμ.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τσιπ σιλικόνης, που εντοπίζουν αλλαγές στην έκφραση του γονιδίου, προκειμένου να βρουν τα γονίδια εκείνα που ενεργοποιήθηκαν διαφορετικά σε νεαρά και ηλικιωμένα σκουλήκια. Βρήκαν εκατοντάδες τέτοια γονίδια ενεργοποιημένα και απενεργοποιημένα από έναν μόνο μεταγραφικό παράγοντα που ονομάζεται elt-3, ο οποίος γίνεται πιο πλούσιος όσο περνά ο καιρός, ενώ δύο άλλοι μεταγραφικοί παράγοντες, που ρυθμίζουν τον elt-3, άλλαξαν με τον καιρό.
Για να δουν εάν αυτά τα σηματοδοτικά μόρια αποτελούσαν μέρος του μηχανισμού γήρατος από τη φθορά, οι επιστήμονες εξέθεσαν τα σκουλήκια σε ανάλογες καταστάσεις που πιστεύεται ότι προκαλούν το γήρας, όπως η ζέστη (ένας γνωστός παράγοντας φθοράς των νηματοδών σκουληκιών), οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, η ακτινοβολία και οι ασθένειες. Κανένας, όμως, από τους παράγοντες αυτούς δεν επηρέασε τα γονίδια που ευθύνονται για το γήρας των σκουληκιών.
Φαίνεται, λοιπόν, πως το γήρας των σκουληκιών δεν οφείλεται στη χημική καταστροφή. Η φυσική επιλογή δεν μπορεί να διορθώσει τα προβλήματα που προκύπτουν αργότερα, κατά τη διάρκεια της ζωής των ζώων, επομένως τα γενετικά μονοπάτια που σχετίζονται με το γήρας παραβιάζονται κατά λάθος. Η ομάδα του Κιμ χαρακτηρίζει αυτό το σφάλμα ως «αναπτυξιακή έκπτωση».
«Βρήκαμε ένα φυσιολογικό πρόγραμμα ανάπτυξης στα νεαρά ζώα, αλλά αυτό αποσταθεροποιείται όσο γερνούν τα σκουλήκια,» είπε χαρακτηριστικά ο Κιμ. «Έτσι εξηγούνται οι μοριακές διαφορές μεταξύ των νεαρών και των ηλικιωμένων σκουληκιών.»
Ο Κιμ δεν μπορεί να πει με σιγουριά εάν η ίδια διαδικασία έκπτωσης συμβαίνει και στους ανθρώπους, αλλά δηλώνει πως οι επιστήμονες μπορούν να ξεκινήσουν να ψάχνουν για τον νέο αυτό μηχανισμό τώρα που βρέθηκε σε έναν οργανισμό-μοντέλο, ενώ πρόσθεσε πως η αναπτυξιακή έκπτωση αποτελεί μια λογική εξήγηση γιατί οι οργανισμοί γερνούν.
«Όλοι υποθέτουμε ότι γερνάμε λόγω φθοράς. Τότε πως εξηγείται το γεγονός ότι τα ζώα δεν γερνούν;» αναρωτιέται ο Κιμ.
Κάποιες χελώνες κάνουν αυγά σε ηλικία 100 ετών. Υπάρχουν φάλαινες που ζουν μέχρι και 200 χρόνια και μύδια που επιβιώνουν πάνω από 400 χρόνια. Αυτά τα είδη χρησιμοποιούν τις ίδιες δομικές μονάδες για το DNA τους, πρωτεΐνες και λιπαρά, όπως ακριβώς και οι άνθρωποι, τα ποντίκια και τα νηματώδη σκουλήκια. Η χημεία της διαδικασίας της φθοράς, συμπεριλαμβανομένης της βλάβης που προκαλούν οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, θα πρέπει να είναι η ίδια σε όλα τα κύτταρα, κάτι που δυσκολεύει την εξήγηση γιατί τα διάφορα είδη έχουν διαφορετικό όριο ζωής.
«Μία ελεύθερη ρίζα δεν την νοιάζει εάν βρίσκεται μέσα σε ένα ανθρώπινο κύτταρο ή σε ένα κύτταρο σκουληκιού,» αναφέρει ο Κιμ.
Εάν το γήρας δεν είναι η συνέπεια μίας αναπόφευκτης χημείας αλλά αντίθετα προκαλείται από αλλαγές στα ρυθμιστικά γονίδια, τότε η διαδικασία του γήρατος ίσως να μην είναι αναπόφευκτη. Είναι - τουλάχιστον θεωρητικά - πιθανή η επιβράδυνση ή ο τερματισμός της αναπτυξιακής έκπτωσης.
«Αυτό που πρέπει να μας μείνει και να σκεφτούμε είναι πως μπορούμε να επιβραδύνουμε και να διαχειριστούμε το γήρας, επηρεάζοντας τα σηματοδοτικά κυκλώματα μέσα στα κύτταρα,» αναφέρει ο Δρ. Μαρκ Τάταρ, καθηγητής βιολογίας και ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Μπράουν, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Πρόκειται για ένα νέο και δυνητικά ισχυρό κύκλωμα που μόλις ανακαλύφθηκε ότι έχει αυτή τη λειτουργία.»
Ο Κιμ πρόσθεσε: «Είναι ένας νέος τρόπος να σκεφτούμε πώς θα επιβραδύνουμε τη διαδικασία του γήρατος.»
Αναρτήσεις
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου