Az öregedéssel járó kromoszómahibákat javító fehérje gyorsítja az öregedést

Ahogy öregszünk, kromoszómáinkon törések keletkeznek. Ennek hatására a helyszínre sietnek a kromoszómák kijavítására szakosodott fehérjék. Egy új kutatás azonban kimutatta, hogy eközben megszűnik olyan gének kifejeződésének gátlása, amelyek elősegítik az öregedést. Ezért a javítással még inkább meggyorsulnak az öregedési folyamatok.

A kutatók régóta gyanították, hogy létezik egy olyan fehérje, amely megjavítja a károsodott szerkezetű, öregedő kromoszómákat. Nagyjából egy évtizede azonosították a Sir2 nevű fehérjét, amely élesztősejtekben "odasiet" a törött DNS-szálhoz, és kijavítja a hibás helyet. E feladat ellátásához azonban ott kell hagynia az élesztő genomjának egy másik pontján lévő, eredeti helyét, ahol inaktivál egy sterilitásgént. Ennek következtében az élesztőnek ugyan ép lesz a DNS-e, de terméketlenné válik, ami az öregedés egyik jele a gombáknál. Azóta a kutatók több kapcsolatot is fölfedeztek a Sir2 és a hasonló fehérjék családja, az úgynevezett sirtuinok, valamint különféle élőlények (élesztő, rovarok és egerek) öregedése között. Eddig azonban nem tudták, hogy a Sir2 fehérje emlősökben lévő megfelelője, a SIRT1 működése vajon ugyanilyen "genetikai 22-es csapdájához" vezet-e.

David Sinclair, a bostoni Harvard Orvostudományi Egyetem molekuláris biológusa és munkatársai e kérdésre keresték a választ, amikor az egerek SIRT1 fehérjéjét kezdték tanulmányozni. A kutatók azt tapasztalták, hogy a SIRT1 az egér embrionális őssejtjeiben olyan DNS-szakaszokhoz kapcsolódik, amelyekről a jelek szerint nem íródik át RNS, tehát nem készülnek róluk fehérjék. Ez azt sugallja, hogy a SIRT1 hasonló "génelcsendesítő" szerepet tölt be, amilyet a Sir2 az élesztőben.

Ezután a kutatók az egérsejtek öregedését utánozták oly módon, hogy hidrogén-peroxid hatásának tették ki a sejteket. A vegyület az oxidatív stresszt, azaz az idősebb sejtekben gyakran előforduló reaktív oxigén kialakulását szimulálja. Számos kutató véli úgy, hogy az oxidatív stressz károsítja a sejtalkotórészeket, például a kromoszómákat, és okozza az öregedéssel kapcsolatos problémákat. Egyórás peroxidfürdő után a sejtekben lévő SIRT1 proteinek 90 százaléka elhagyta eredeti helyét a kromoszómán, és a törésekhez vándorolt, számoltak be eredményeikről a kutatók a Cell folyóirat hasábjain. Az egyelőre nem világos, hogy miért a meglévő SIRT1 fehérjék "vállalják magukra" a javító szerepet, és miért nem újonnan szintetizálódó fehérjék oldják meg ezt a feladatot.

Az idősödő rágcsálók agyán végzett további kutatások alapján számos, a SIRT1 által korábban elcsendesített gén bekapcsolódik, valószínűleg azért, mert a SIRT1 elhagyja eredeti helyét, hogy megjavítsa a törött kromoszómákat. Ennek következménye lehet például, hogy az idősödő agyban bekapcsolódik egy egyébként a májban kifejeződő gén, ami tönkreteszi az agyműködést, állítja Sinclair. Az ilyen hibás génaktivitás számos öregkori probléma kialakulásához hozzájárulhat, a cukorbajtól az elbutulásos kórképekig.

Összegezve: az emlőssejtek azon igyekezete, hogy elejét vegyék az öregedésnek, valójában épp meggyorsíthatja az öregedési folyamatokat. Sinclair szerint ha jobban megértjük, miként vesz részt a SIRT1 ezekben a folyamatokban, akkor a kutatók hatékonyabb kezelési módszereket dolgozhatnak ki a korral járó problémák enyhítésére. Sinclair kutatócsoportja kimutatta, hogy azok a genomkárosító sugárzásnak kitett egerek, amelyek agyába mesterségesen több SIRT1 fehérjét juttattak, több mint 25 nappal tovább éltek, mint a szintén besugárzott kontrollcsoport tagjai.