Κώστας Τριανταφυλλίδης Καθηγητής Γενετικής Α. Π Θ. : Μοριακός Μηχανισμός που συμβάλλει στην βιολογική γήρανση

ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΟΥ ΣΥΜΒΑΛΛΕΙ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΓΗΡΑΝΣΗ.

 Η αποσιώπηση της χρωματίνης οδηγεί στην επιτάχυνση της γήρανσης και του θανάτου των κυττάρων. Τα ευρήματά υπογραμμίζουν τον σημαντικό ρόλο της δυναμικής σίγασης της χρωματίνης στη γήρανση, η οποία αξίζει να εξεταστεί προσεκτικά κατά το σχεδιασμό προγραμμάτων για την καθυστέρηση ή την αναστροφή της γήρανσης με τη ρύθμιση των σιρτουϊνών (sirtuins).

Η γήρανση (Εικ. 1) είναι ένας συνοπτικός όρος του συνόλου των διαδικασιών που οδηγούν στην επιδείνωση της υγείας και τελικά με το πέρασμα του χρόνου στον θάνατο. Η γήρανση είναι μια αναπόφευκτη συνέπεια της ζωής, και με αυτήν έρχεται αυξημένη νοσηρότητα και θνησιμότητα. Μέχρι σήμερα είναι γνωστοί αρκετοί παράγοντες (Εικ. 2) που συμβάλλουν στη μείωση του προσδόκιμου της ζωής, όπως οι χρωμοσωματικές ανωμαλίες, η ύπαρξη ελεύθερων ριζών, το υπερβολικό κάπνισμα και η υπερβολική κατανάλωση οινοπνευματωδών ποτών, κλπ. Νέες προσεγγίσεις για τον μετριασμό των χρόνιων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία απαιτούν καλύτερη κατανόηση της βιολογίας της γήρανσης. 

Η κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη γήρανση είναι μια από τις ατελείωτες επιδιώξεις της ανθρωπότητας, από τη μυστικιστική πηγή της νεότητας έως τα υγιεινά προγράμματα διατροφής για την παράταση του προσδόκιμου ζωής. Επιστημονική ομάδα συνέβαλε (Yang Li, και συν. Multigenerational silencing dynamics control cell aging. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017; 114: 11253) στην αποκρυπτογράφηση της δυναμικής που ελέγχει τον τρόπο με τον οποίο γερνούν τα κύτταρα μας, και με τις συνέπειες στην επέκταση της ανθρώπινης μακροζωίας. Η ομάδα χρησιμοποίησε έναν συνδυασμό καινοτόμων τεχνολογιών για την ανάλυση μοριακών διεργασιών που επηρεάζουν τη γήρανση. Χρησιμοποιώντας υπολογιστικές και πειραματικές προσεγγίσεις αιχμής, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η πλήρης απώλεια της αποσιώπησης της χρωματίνης οδηγεί στην επιτάχυνση της γήρανσης και του θανάτου των κυττάρων και ως συνέπεια σε μικρότερη διάρκεια ζωής.
Ειδικότερα, καθώς τα κύτταρα γερνούν, συσσωρεύονται, με την πάροδο του χρόνου, βλάβες στο DNA, οδηγώντας σε αποσύνθεση στην κανονική λειτουργία τους και τελικά στον θάνατο. Μια φυσική βιοχημική διαδικασία γνωστή ως "αποσιώπηση χρωματίνης" βοηθά στην προστασία του DNA από βλάβες. Η διαδικασία σίγασης μετατρέπει συγκεκριμένες περιοχές DNA από χαλαρή, ανοιχτή κατάσταση σε κλειστή, προστατεύοντας έτσι περιοχές του DNA. Μεταξύ των μορίων που προωθούν την αποσιώπηση είναι μια οικογένεια πρωτεϊνών, γνωστές ως σιρτουϊνες = sirtuins [η ρεσβερατρόλη, ένα μόριο που κυρίως βρίσκεται στο κόκκινο κρασί και στη φλούδα των σταφυλιών, ενεργοποιεί την πρωτεΐνη Sirtuin 1 ή SIRT 1 (silent mating type information regulation 2 homolog)] η οποία προάγει την υγεία και την μακροζωία. Τα τελευταία χρόνια, οι χημικοί ενεργοποιητές των σιρτουινών έχουν λάβει μεγάλη προσοχή και κυκλοφορούν στην αγορά ως συμπληρώματα για να βοηθήσουν την αποσιώπηση της χρωματίνης με την ελπίδα επιβράδυνσης της διαδικασίας γήρανσης. Ωστόσο, ταυτόχρονα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τέτοιου είδους αποσιώπηση της χρωματίνης σταματά επίσης τις προστατευμένες περιοχές DNA για να εκφράσουν μόρια RNA και να γίνει βιοσύνθεση πρωτεϊνών που διεξάγουν βιολογικές λειτουργίες, και ως αποτέλεσμα, η υπερβολική σίγαση μπορεί να εκτροχιάσει την φυσιολογική φυσιολογία των κυττάρων.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η φύση έχει αναπτύξει έναν έξυπνο τρόπο για να λύσει αυτό το πρόβλημα. Αντί να μένουν σε κατάσταση πλήρους σίγασης, τα κύτταρα μετατρέπουν το DNA τους μεταξύ των ανοιχτών και των καταστάσεων κλεισίματος περιοδικά κατά τη διάρκεια της ενηλικίωσης/γήρανσης. Με αυτό τον τρόπο, τα κύτταρα μπορούν να αποφύγουν μια παρατεταμένη διάρκεια σε οποιαδήποτε κατάσταση, η οποία είναι επιζήμια, και να διατηρήσουν μια χρονική ισορροπία σημαντική για τη λειτουργία και τη μακροζωία μας.