Raziskovalci z medicinske fakultete Univerze Kalifornije v San Diegu so objavili prelomne rezultate, ki razkrivajo novo povezavo med dvema najbolj sprejetima teorijama staranja na molekularni ravni: naključnimi genetskimi mutacijami in predvidljivimi epigenetskimi spremembami. Njihove ugotovitve, objavljene v reviji Nature Aging, odpirajo nova vprašanja o vzrokih staranja in ponujajo pomembne smernice za prihodnje raziskave.
Epigenetska teorija staranja, znana tudi kot teorija epigenetske ure, je dolgo veljala za enega glavnih načinov kvantitativnega merjenja biološke starosti. Vendar pa nova raziskava nakazuje, da ta proces ni tako preprost, kot je veljalo doslej.
»Veliki raziskovalni inštituti in podjetja stavijo na zamisel o ponastavitvi epigenetske ure kot strategiji za odpravljanje učinkov staranja,« je pojasnil soavtor raziskave Trey Ideker, doktor znanosti in profesor na UC San Diego. »Vendar naše ugotovitve kažejo, da bi lahko takšen pristop le zdravil simptom staranja, ne pa tudi njegovega osnovnega vzroka. Če so mutacije odgovorne za opazovane epigenetske spremembe, bi to lahko korenito spremenilo način, kako se lotevamo prizadevanj za upočasnjevanje ali celo obrat staranja.«
Dve teoriji o povezavi med staranjem in DNK
Prva, t. i. somatska mutacijska teorija, predpostavlja, da staranje povzroča kopičenje naključnih mutacij, ki trajno spremenijo DNK zaporedje. Druga, epigenetska teorija, pa staranje pripisuje kopičenju epigenetskih sprememb – to so manjše kemične spremembe na DNK, ki ne spreminjajo zaporedja, vendar vplivajo na to, kateri geni so aktivni. Za razliko od mutacij so epigenetske spremembe v določenih primerih reverzibilne.
Ker se epigenetske spremembe pojavljajo na specifičnih mestih v genomu, jih je lažje kvantificirati, kar je znanstvenikom omogočilo določanje ‘biološke starosti’ celic. Kljub temu je ostajalo vprašanje, kaj te spremembe povzroča.
Raziskava: mutacije sprožajo epigenetske spremembe
Raziskovalna skupina je analizirala podatke več kot 9300 pacientov iz dveh obsežnih zbirk podatkov o genomih raka. S primerjavo genetskih mutacij in epigenetskih sprememb so ugotovili, da so mutacije predvidljivo povezane s spremembami v metilaciji DNK, eni izmed vrst epigenetskih sprememb. Še več, ugotovili so, da lahko ena sama mutacija sproži kaskado epigenetskih sprememb po celotnem genomu, ne le na mestu mutacije.
»Epigenetske ure so v uporabi že vrsto let, a šele zdaj začenjamo razumeti, zakaj sploh tiktakajo,« je povedal Zane Koch, doktorski študent bioinformatike na UC San Diego. »Naša raziskava prvič dokazuje, da so epigenetske spremembe zapleteno in predvidljivo povezane z naključnimi genetskimi mutacijami.«
Implikacije za zdravljenje staranja
Ugotovitve prinašajo nov vpogled v proces staranja in imajo pomembne posledice za razvoj terapij, ki bi lahko preprečile ali obrnile proces staranja. Če so somatske mutacije temeljni vzrok staranja, epigenetske spremembe pa le sledijo temu procesu, bo boj proti staranju veliko bolj zapleten, kot so znanstveniki doslej predvidevali.
»Če staranje ni programiran proces, temveč posledica naključnih in kumulativnih sprememb skozi čas, bo njegova obrnitev bistveno težja,« je dejal soavtor Steven Cummings, M.D., raziskovalec iz Kalifornije. »Ta spoznanja nas silijo, da se usmerimo k bolj temeljitemu razumevanju staranja in iskanju načinov za zmanjševanje naključnih sprememb na DNK.«
Čeprav bo potrebnih še veliko raziskav za popolno razumevanje razmerja med mutacijami in epigenetskimi spremembami, rezultati predstavljajo pomemben korak naprej v razumevanju kompleksnosti staranja.
Novinar
