Odkrycie nowej mutacji, która wywołuje niezwykle rzadką chorobę objawiającą się przyspieszonym starzeniem organizmu - progerię, pomaga pogodzić dwie niezależne i pozornie sprzeczne teorie starzenia. Pracę na ten temat opublikowali na łamach najnowszego numeru tygodnika "Nature" naukowcy z University of Pittsburgh School of Medicine i Erasmus Medical Center w Rotterdamie we współpracy z naukowcami z Hamburga i Kalifornii.
Zwolennicy jednej teorii starzenia uważają, że jest to proces regulowany genetycznie i dziedziczymy te skłonności po rodzicach i dziadkach, inni popierają teorię, która mówi, że starzenie jest wynikiem nagromadzenia uszkodzeń DNA w komórkach organizmu.
Jan H. J. Hoeijmakers wraz ze współpracownikami udowodnił, że obydwie teorie są prawdziwe. Międzynarodowa grupa naukowców odkryła, nową mutację w genie XPF u pacjenta chorego na progerię. Progeria (syndrom Hutchinsona-Gilforda) jest chorobą polegającą na przedwczesnym, przyspieszonym starzeniu. Pierwsze objawy progerii można dostrzec u dzieci powyżej 12. miesiąca życia. Należą do nich: napięcie skóry, nieprawidłowy przyrost wagi, utrata włosów na głowie. U dzieci z progerią później formują się zęby, dzieci te mają starszy wygląd skóry (m.in. liczne zmarszczki), są zwykle łyse i karłowate. Ponadto są bardziej podatne na wszystkie choroby związane ze starzeniem oraz nowotwory.
Aktualny wiek ciała chorych zmienia się o 8-10 lat na każdy przeżyty przez chorego rok. Jednak rozwój umysłowy nie jest zaburzony. Osoby z tym zespołem wykazują iloraz inteligencji powyżej przeciętnej. Dzieci umierają w wieku 13-14 lat, zazwyczaj na atak serca. Do tej pory wykazano, że choroba wiąże się z mutacją w genie dla laminy A, białka strukturalnego komórki. Gen odpowiedzialny za syndrom Hutchinsona-Gilforda leży na chromosomie pierwszym. Lamina A jest jednym z tzw. filamentów pośrednich, które tworzą nierozpuszczalną sieć występującą w otoczce jądrowej. Lamina A jest odpowiedzialna za organizację otoczki jądrowej, porów jądrowych oraz chromatyny.
Zaangażowana jest w utrzymywanie strukturalnej integracji elementów jądra, ekspresję genów, a także regulację podziałów komórki, gdyż potrafi oddziaływać z czynnikami wzrostu. Naukowcy badali komórki otrzymane od chorego na progerię chłopca i odkryli zaburzenia w wykrywaniu uszkodzeń DNA przez te komórki.
Wykazali, że gen XPF kodujący część enzymu odpowiedzialnego za usuwanie uszkodzeń DNA jest zmutowany. Z powodu tej mutacji nie powstaje białko o właściwościach DNAzy wycinającej uszkodzone fragmenty. Druga część enzymu jest kodowana przez gen o nazwie ERCC1, który umożliwia z kolei wiązanie białka z uszkodzonymi fragmentami nic DNA.
Mutacje w XPF lub ERCC1 prowadzą do zmniejszenia aktywności głównego enzymu naprawiającego materiał genetyczny. Naukowcy byli zaskoczeni, że chłopiec chory na progerię miał mutację w XPF, ponieważ z reguły mutacja taka prowadzi do raka i innych chorób skóry. Badacze metodami inżynierii genetycznej otrzymali również szczep myszy służący za model przedwczesnego starzenia. Zwierzęta te pozbawiono głównego genu niezbędnego dla naprawy uszkodzeń DNA, genu XPF-ERCC1.
Okazało się, że młode myszy miały między innymi poważne ograniczenia w przekazywaniu sygnału za pomocą insuliny oraz zaburzenia w produkcji hormonu wzrostu, zwiększoną umieralność komórek, zaburzenia w naprawie DNA i poziomie antyoksydantów. Ich metabolizm był przesunięty na korzyść reakcji anabolicznych (syntez) - związanych z powstawaniem nowych tkanek.
Zdaniem naukowców nagromadzenie uszkodzeń DNA indukuje zmiany w metabolizmie, które raczej mają na celu przedłużenie życia niż utrzymywanie wzrostu organizmu. Myszy chore na odpowiednik progerii były bardzo podobne do normalnych starych zwierząt. Doświadczenie to dowiodło, jak ważna jest naprawa uszkodzeń DNA. Zaburzenia tego procesu sprzyjają starzeniu organizmu. W podsumowaniu pracy naukowcy piszą, że uszkodzenia DNA napędzają zmiany funkcjonalne organizmu związane ze starzeniem, ale to, jak reagujemy na te zmiany, zależy od naszych genów. Zwłaszcza genów związanych z sygnalizacją, z udziałem insuliny i hormonu wzrostu.(PAP)
poleca:
