Ce ne poate învăța cel mai drăguț hibernator de iarnă despre îmbătrânirea sănătoasă de Paige Brown Jarreau Life and
Cercetările efectuate la hibernarea animalelor descoperă legături între metabolism și lungimea telomerilor, care se scurtează pe măsură ce îmbătrânim. Stresul oxidativ, care a fost legat de scurtarea telomerilor, are, de asemenea, mult de-a face cu metabolismul - inclusiv ceea ce mâncăm și când îl consumăm. Perioadele de hibernare (și postul?!) Reduc stresul oxidativ și pot păstra telomerii în timp.
Acesta este un post pe blog de Sara Wilbur, editat de Paige Jarreau la LifeOmic. Sara măsoară pentru prima dată lungimea telomerilor în veverițele de pământ arctice pentru lucrarea de masterat de la Universitatea din Alaska Fairbanks. Vara trecută, Sara a călătorit cu o echipă de cercetători la stația de teren Toolik pentru a captura 25 de veverițe solare arctice libere. Veveritele au fost adăpostite la Universitatea din Alaska Fairbanks pe tot parcursul sezonului lor de hibernare și dezvăluie indicii despre modul în care metabolismul și lungimea telomerilor (capacele ADN de protecție de la capătul cromozomilor care se scurtează odată cu îmbătrânirea) ar putea fi conectate. Aceste veverițe pot avea telomeri foarte lungi, poate datorită somnurilor lor lungi. Metabolismul și rotația celulară au fost implicate în scurtarea telomerilor ... de aici și interesul cercetării pentru hibernatori!
Ridică-te, privește afară. Fiecare organism pe care îl puteți vedea, și multe dintre cele pe care nu le puteți, sunt echipate cu „ceasuri” infinit de mici, care urmăresc vârsta fiecărei celule. Aceste ceasuri sunt cunoscute sub numele de telomeri, care sunt secvențe repetitive de ADN care protejează capetele cromozomilor - structurile care organizează genele noastre - de degradare. Vă puteți gândi la ele ca la agletele din plastic sau metal care vă acoperă capetele șireturilor și le protejează de spargere. Dacă cromozomii tăi ar fi șireturi, agletele ar fi telomerii.
În toate eucariotele sau organismele cu un nucleu legat de membrană (de la drojdie la veverițe la sol până la oameni), secvența telomerilor este identică: TTAGGG, repetat de mii de ori. Deoarece telomerii dintr-o celulă se scurtează în timp din cauza diviziunii celulare normale și a stresului metabolic, sunt activate căile moleculare care determină celula să înceteze diviziunea - o stare cunoscută sub numele de senescență - sau să moară. O acumulare de celule senescente în cadrul unui organism este legată de îmbătrânirea și multe tipuri de boli degenerative.
Pentru a menține telomerii intacti în celulele stem și celulele germinale, o enzimă cunoscută sub numele de telomerază poate fi recrutată în telomeri pentru a înlocui nucleotidele pierdute. Deși utilă în aceste celule progenitoare, telomeraza hiperactivă din celulele noastre somatice (corpului) pune o problemă: 50-100% dintre tumori (în funcție de țesut) au activitate telomerază detectabilă. În mod ciudat, atât telomerii scurți (care provoacă acumularea de celule senescente), cât și telomerii lungi (menținuți mult timp prin activitate telomerazică inadecvată) sunt implicați în dezvoltarea cancerului.
După descoperirea lor la sfârșitul anilor 1970 de către Elizabeth Blackburn și Joseph Gall, telomerii au fascinat geneticienii și, din ce în ce mai mult, publicul. Cercetătorii sunt curioși despre modul în care lungimea telomerilor se schimbă în timp, implicațiile telomerilor degradați pentru inițierea și progresia cancerului și lungimea telomerilor în fața provocărilor fiziologice, cum ar fi stresul oxidativ. Oamenii de știință și publicul larg sunt interesați de modul în care lungimea telomerilor ar putea prezice longevitatea și modul în care stilul de viață ar putea afecta integritatea lor.
Din păcate, nu pare să existe o relație simplă și directă între lungimea telomerilor și cât de vechi este un organism. În general, telomerii se scurtează odată cu vârsta și majoritatea impozitelor. Cu toate acestea, lungimile telomerilor a doi indivizi din aceeași specie potriviți în funcție de vârstă pot fi foarte variabile și pot diferi între țesuturi pe baza geneticii, a ratei variabile de diviziune celulară, a nivelului de deteriorare a ADN-ului specific telomerilor sau a diferențelor în modul în care celulele răspund la scurtarea telomerilor. De exemplu, tatăl tău, la 70 de ani, ar putea avea telomeri mai lungi în unele țesuturi decât tine, la 30 de ani, în funcție de factorii enumerați mai sus.
Elucidarea mecanismelor care afectează scurtarea telomerilor, în special prin studii in vivo pe o gamă largă de organisme model, ne ajută să înțelegem acest proces dinamic și complex. O astfel de lucrare poate lumina într-o bună zi o legătură robustă între lungimea telomerilor și longevitate.
Un factor între lungimea telomerilor și longevitate ar putea fi metabolismul ...
Sunt student la Universitatea din Alaska Fairbanks. Lucrarea mea se concentrează pe dinamica lungimii telomerilor în cel mai extrem hibernator de mamifere de pe Pământ, veverița de sol arctică (Urocitellus parryii). Acest animal hibernează și supraviețuiește prin temperaturi sub-înghețate mai mult de jumătate din fiecare an!
Mi-am găsit inspirația pentru cercetările mele la Simpozionul internațional de hibernare 2016 din Las Vegas. Fiziologul Thomas Ruf de la Universitatea de Medicină Veterinară din Viena a împărtășit noi cercetări privind dinamica telomerilor într-un hibernator temperat, dormitorul comestibil. Cu ADN extras din celulele obrazului la pre- și post-hibernare, cercetătorii vienezi au descoperit că lungimea telomerilor a scăzut de-a lungul unui an și că acest efect a fost cel mai bine explicat printr-o serie de excitații (cu alte cuvinte, gâtul care a trezit mai mult în timpul hibernării scurtare mai mare a telomerilor). Printr-o serie norocoasă de evenimente, am putut călători la Viena în 2017 pentru a lucra cu Ruf și colegii la dezvoltarea propriului test pentru măsurarea lungimii telomerilor la veverițele solare arctice hibernante.