Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα γονίδιο που απενεργοποιεί την ανίχνευση τροφίμων μετά την αναπαραγωγή.
Όταν τα στρογγυλά σκουλήκια σταματούν να αναπαράγονται, μπορούν ακόμα να κινούνται και να λειτουργούν κανονικά, αλλά χάνουν την ικανότητά τους να ανιχνεύουν συγκεκριμένες οσμές τροφίμων που κάποτε τους οδηγούσαν στα γεύματά τους. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια ανακάλυψαν το γονίδιο που προκαλεί αυτή την αισθητηριακή παρακμή.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Aging Cell και πιστεύεται ότι είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα γονίδιο που απενεργοποιεί ενεργά την ανίχνευση οσμών τροφίμων σε ηλικιωμένα ζώα.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η γήρανση συνέβαινε κυρίως μέσω συσσωρευμένων βλαβών. Η ιδέα ότι τα γονίδια προγραμματίζουν ενεργά μια συγκεκριμένη παρακμή και όχι σταδιακή επιδείνωση είναι σχετικά νέα και αμφιλεγόμενη. Δεδομένου ότι παρόμοια γονίδια υπάρχουν στα θηλαστικά, οι επιστήμονες μπορούν τώρα να μελετήσουν εάν προκαλούν παρακμή που σχετίζεται με την ηλικία σε άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Το Caenorhabditis elegans είναι ένα μικροσκοπικό στρογγυλό σκουλήκι μήκους περίπου ενός χιλιοστού που ζει μόνο για δύο έως τρεις εβδομάδες. Αυτά τα διαφανή σκουλήκια φτάνουν στην ενηλικίωση σε τρεις ημέρες, αναπαράγονται για αρκετές ημέρες και στη συνέχεια γερνούν και πεθαίνουν. Η σύντομη διάρκεια ζωής τους επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετούν τις διαδικασίες γήρανσης σε εβδομάδες αντί για χρόνια.
«Η πέμπτη ημέρα είναι αμέσως μετά την ολοκλήρωση της αναπαραγωγής των στρογγυλών σκουληκιών και την ήδη μεταβίβαση των γονιδίων τους στην επόμενη γενιά. Αυτή τη στιγμή, αυτά τα σκουλήκια συνήθως βιώνουν μια απότομη μείωση στην ικανότητά τους να αισθάνονται το διακετύλιο, μια οσμή που απελευθερώνεται από την βακτηριακή πηγή τροφής τους», δήλωσε ο Kentaro Noma, ανώτερος συγγραφέας και αναπληρωτής καθηγητής στη Μεταπτυχιακή Σχολή Επιστημών του Πανεπιστημίου Nagoya.
Οι ερευνητές δημιούργησαν σκουλήκια με τυχαίες γενετικές μεταλλάξεις. Όταν τα δοκίμασαν την πέμπτη ημέρα, τα περισσότερα είχαν χάσει την ικανότητά τους να μυρίζουν την τροφή, όπως ακριβώς και τα κανονικά σκουλήκια. Ωστόσο, ορισμένα μεταλλαγμένα διατήρησαν αυτήν την ικανότητα. Αυτά τα σκουλήκια είχαν μια μετάλλαξη στο γονίδιο nhr-76, η οποία έδειξε ότι αυτό το γονίδιο προκαλεί την εξασθένηση της όσφρησης.
«Το nhr-76 παράγει μια πρωτεΐνη που απενεργοποιεί τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την ανίχνευση οσμών τροφίμων. Λειτουργεί απευθείας στους αισθητήριους νευρώνες που είναι υπεύθυνοι για την όσφρηση», εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας και μεταπτυχιακός φοιτητής Rikuou Yokosawa. «Η πρωτεΐνη μπορεί να λάβει ένα χημικό σήμα για να λειτουργήσει, το οποίο υποδηλώνει ότι κάτι στο γερασμένο σώμα την ενεργοποιεί».
Γιατί τα γονίδια ενός ζώου θα λειτουργούσαν εναντίον του;
Γιατί υπάρχει αυτό το επιβλαβές γονίδιο; Υπάρχουν δύο πιθανότητες. Είτε η φυσική επιλογή απλώς δεν μπορεί να το αφαιρέσει επειδή δρα μετά την αναπαραγωγή, είτε εξελίχθηκε ενεργά επειδή η εξασθένηση ωφελεί τον πληθυσμό μειώνοντας τον ανταγωνισμό για πόρους.
Η εξέλιξη λειτουργεί ξεφορτώνοντας τα γονίδια που εμποδίζουν τους οργανισμούς να αναπαραχθούν. Αλλά μόλις συμβεί η αναπαραγωγή, οποιαδήποτε γονίδια, ακόμη και τα επιβλαβή, έχουν ήδη μεταβιβαστεί στην επόμενη γενιά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα γονίδια που προκαλούν εξασθένηση μετά την αναπαραγωγή μπορούν να επιμείνουν. Οι αρνητικές τους επιπτώσεις εμφανίζονται πολύ αργά για να τις αφαιρέσει η εξέλιξη.
Ωστόσο, οι ερευνητές προτείνουν μια διαφορετική εξήγηση. Η μείωση της συμπεριφοράς αναζήτησης τροφής μετά το τέλος της αναπαραγωγής θα μπορούσε να ωφελήσει τον πληθυσμό μειώνοντας τον ανταγωνισμό μεταξύ μεγαλύτερων και νεότερων ζώων για πόρους. Εάν αληθεύει, αυτό το ενεργό γενετικό πρόγραμμα μπορεί να έχει εξελιχθεί για να βοηθήσει τους απογόνους να επιβιώσουν σε ένα ανταγωνιστικό περιβάλλον.
Ενώ οι περισσότερες έρευνες για τη γήρανση έχουν επικεντρωθεί στο πώς συσσωρεύονται οι βλάβες με την πάροδο του χρόνου, αυτή η μελέτη εντοπίζει ένα γονίδιο που προκαλεί ενεργά μια συγκεκριμένη μείωση της συμπεριφοράς στα στρογγυλά σκουλήκια. Το κατά πόσον παρόμοιοι προγραμματισμένοι μηχανισμοί συμβάλλουν στη γήρανση του ανθρώπου παραμένει ανοιχτό ερώτημα.
«Παρόμοια γονίδια (υποδοχείς πυρηνικών ορμονών) υπάρχουν στα θηλαστικά και υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορεί να παίζουν σχετικούς ρόλους στη γήρανση, αλλά δεν έχει ακόμη τεκμηριωθεί σαφές παράλληλο εύρημα στους ανθρώπους ή σε άλλα θηλαστικά. Γι’ αυτό είναι σημαντική αυτή η μελέτη. Παρέχει ένα μοντέλο που θα μπορούσε να καθοδηγήσει τη μελλοντική έρευνα σε άλλα είδη», σημειώνει ο καθηγητής Noma.
