Mempersempit Dalam Teori Penuaan

Sebuah studi baru meningkatkan dan memperkuat hubungan yang telah menyebabkan para ilmuwan untuk mengusulkan "teori penuaan transposon."

"Sejauh ini ada asosiasi dan saran yang membuat kita semua masuk akal, tapi perbedaan dalam sains adalah Anda memerlukan data untuk mendukung pendapat Anda."

Transposon adalah unsur nakal DNA yang terbebas dari sel penuaan dan menulis ulang dirinya sendiri di tempat lain dalam genom, yang berpotensi menimbulkan keresahan jangka panjang dalam genetika jaringan tubuh.

Seiring bertambahnya usia, penelitian sebelumnya telah menunjukkan, pembungkus heterochromatin yang rapat yang biasanya memecah transposon menjadi lebih longgar, memungkinkan mereka untuk melepaskan diri dari posisi mereka dalam kromosom dan beralih ke yang baru, mengganggu fungsi sel normal. Sementara itu, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa intervensi yang berpotensi terkait, seperti membatasi kalori atau memanipulasi gen tertentu, dapat menunjukkan jumlah lifespans pada hewan ternak secara nyata.

"Dalam laporan ini, langkah maju yang besar adalah menuju kemungkinan hubungan kausal sejati," kata Stephen Helfand, seorang profesor biologi di Brown University dan penulis senior sebuah studi baru di Prosiding National Academy of Sciences. "Sejauh ini ada asosiasi dan saran yang membuat kita semua masuk akal, tapi perbedaan dalam sains adalah Anda memerlukan data untuk mendukung pendapat Anda."


grafis berlangganan batin


Menghubungkan titik-titik

Hasil baru yang dipimpin oleh peneliti fakultas Jason Wood, berasal dari beberapa eksperimen yang menyeluruh dan langsung dalam menghubungkan titik-titik di antara pelemahan heterochromatin, peningkatan ekspresi transposon, penuaan, dan umur.

Dalam satu rangkaian eksperimen, tim secara visual menangkap elemen transposable dalam aksi melompat di sekitar lalat buah saat mereka berusia lanjut. Mereka memasukkan potongan genetik khusus ke dalam sel tubuh gemuk, setara dengan hati manusia dan sel lemak pada lalat yang akan bersinar hijau terang saat elemen transposable tertentu bergerak dalam genom. Di bawah mikroskop para ilmuwan bisa melihat pola yang jelas tentang bagaimana "perangkap" bercahaya itu semakin bersinar saat lalat berusia.

Peningkatan aktivitas transposon tidak mantap saat lalat bertambah tua. "Lalat mencapai usia tertentu dan kemudian lepas landas lebih eksponensial," kata Wood. Data menunjukkan bahwa jangka waktu dimana aktivitas elemen transposable benar-benar mulai meningkat berkorelasi erat dengan waktu ketika lalat mulai mati.

Beberapa percobaan di koran juga menunjukkan bahwa intervensi kunci yang telah diketahui dapat meningkatkan umur, diet rendah kalori, secara dramatis menunda timbulnya aktivitas transposon yang meningkat.

Untuk lebih mengeksplorasi hubungan antara ekspresi transposon dan umur, tim menguji efek manipulasi gen yang dikenal untuk memperbaiki represi heterochromatin yang tidak hanya ditemukan pada lalat, tetapi juga pada mamalia. Misalnya, meningkatkan ekspresi gen Su (var) 3-9, yang membantu membentuk heterochromatin, memperpanjang umur terbang maksimal dari hari 60 sampai 80. Peningkatan ekspresi gen yang disebut Dicer-2, yang menggunakan jalur RNA kecil untuk menekan transposon, ditambahkan secara signifikan ke umur juga.

Akhirnya, mereka menunjukkan bahwa obat anti-HIV yang disebut 3TC, yang menghambat aktivasi transposon dan pergerakan mereka ke posisi baru di genom, dapat mengembalikan beberapa umur ke lalat yang memiliki mutasi yang menonaktifkan Dicer-2.

Langkah berikutnya

Untuk semua hasil baru, Helfand mengatakan masih belum cukup waktu untuk menyatakan secara langsung bahwa transposon adalah penyebab efek kesehatan penuaan. "Mereka membuat cerita yang kuat," katanya. "Kita mulai memasukkan daging ke dalam kerangka itu."

Tapi eksperimen baru direncanakan. Misalnya, tim akan dengan sengaja mendorong ekspresi elemen transposable untuk melihat apakah itu merusak kesehatan dan umur. Pendekatan lain bisa menggunakan teknik pengeditan gen CRISPR yang kuat untuk secara khusus menonaktifkan kemampuan elemen transposable untuk memobilisasi genom. Jika intervensi itu mempengaruhi masa hidup, itu akan dikatakan juga, kata Helfand.

Tim ini juga terus mengembangkan intervensi obat dengan harapan dapat meningkatkan khasiatnya dan belajar lebih banyak tentang keamanannya.

Brown juga memimpin hibah baru dengan New York University dan University of Rochester untuk memajukan studi tentang transposon dalam penuaan.

Sementara transposon tampaknya merupakan faktor penuaan yang signifikan, Helfand and Wood mengatakan, kemungkinan besar hanya merupakan bagian dari serangkaian proses yang lebih luas yang melemahkan kesehatan dari waktu ke waktu. "Ada banyak mekanisme potensial yang mempengaruhi proses penuaan," kata Wood. "Ada banyak hal yang terjadi, tapi kami pikir ini adalah salah satunya."

National Institutes of Health dan Federasi Amerika untuk Aging Research mendanai penelitian tersebut.

Sumber: Brown University

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon