DNA i przedwczesne starzenie. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

DNA a przedwczesne starzenie

09.05.2015

Wszyscy ludzie starzeją się inaczej, niektórzy szybciej, niektórzy wolniej, ale jako całość, oznaki starości pojawiają się u każdego mniej więcej w tym samym wieku. Z jednym wyjątkiem: jeśli dana osoba jest chora na progerię, zaczyna się starzeć bardzo wcześnie. Choroba ta ma dwa warianty, dzieci i dorosłych, dzieci nazywa się zespołem Hutchinsona-Gilforda, dorosły - zespół Wernera.

Dzieci z progerią cierpią na choroby charakterystyczne dla starości: ścieńczenie i zmarszczki skóry, łysienie, choroby sercowo-naczyniowe, zaburzenia metabolizmu lipidów, miażdżyca, problemy ze stawami itp. Mają gwałtowne spowolnienie wzrostu i rozwijają charakterystyczny wygląd: duża głowa, mała spiczasta twarz, słabo rozwinięta dolna szczęka. Średnio pacjenci z dziecięcą postacią progerii żyją nie dłużej niż 12-13 lat.

Osoby z progerią dorosłą żyją dłużej, ale też zmiany związane z wiekiem doświadczają dużo wcześniej niż zwykle – po 20 roku życia włosy zaczynają siwieć i wypadać, w wieku 30 lat, zaćma, osteoporoza i inne choroby, takie jak cukrzyca, rozwijają się i zwykle osoba z zespołem Wernera nie żyje dłużej niż 60 lat. Wiadomo, że, przynajmniej w ciężkiej postaci, w komórkach zachodzi wiele takich samych zmian molekularnych, jak podczas normalnego starzenia się, więc jeśli znajdziemy sposób na spowolnienie progerii, może to dać nam narzędzie przeciwko starzeniu się w ogóle.

Tajemnice choroby można było zrozumieć obserwując komórki macierzyste pozyskane od chorych osób. Jakiś czas temu badaczom z Instytutu Badań Biologicznych Salka udało się przekształcić komórki skóry dzieci z zespołem Hutchinsona-Gilforda w analog embrionalnych komórek macierzystych, tzw. indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Ponadto można było z nimi eksperymentować, odkrywając, co było nie tak w procesach macierzystych u pacjentów z progerią. Ale kiedy próbowali zrobić to samo z komórkami pacjentów z zespołem Wernera, nic z tego nie wyszło - ich komórki były zbyt uszkodzone przez chorobę, aby wytrzymać powrót do macierzystego, niezróżnicowanego stanu. Następnie Juan Carlos Izpisua Belmonte (Juan Carlos Izpisua Belmonte) wraz z kolegami z Chińskiej Akademii Nauk i Uniwersytetu Pekińskiego obrał inną ścieżkę – modelowali progerię w początkowo zdrowych komórkach.

Wiadomo, że zespołowi Wernera towarzyszą mutacje w genie WRN, który bierze udział w procesach kopiowania i naprawy DNA. I tak, aby stworzyć model choroby, naukowcy po prostu złamali ten gen w komórkach macierzystych ludzkiego zarodka. Komórki embrionalne w toku rozwoju zamieniają się w bardziej wyspecjalizowane odmiany, z których w przyszłości może powstać taka czy inna tkanka – na przykład w mezenchymalne komórki macierzyste, „przodków” tkanki tłuszczowej, chrząstki i kości. W artykule w Science autorzy piszą, że gdy komórki macierzyste z niedziałającym genem WRN zamieniły się w komórki mezenchymalne, natychmiast zaczęły się dramatycznie starzeć: w ich DNA nagromadziło się wiele uszkodzeń, przestały się dzielić i wreszcie telomery zostały znacznie skrócone. Jest to nazwa końców chromosomów, które podczas kopiowania DNA chronią geny przed uszkodzeniami związanymi z osobliwościami pracy kopiarki białek. Telomery skracają się z każdym podziałem komórki, dlatego uważa się je za coś w rodzaju zegara molekularnego, który mierzy długość życia.

Jednak komórki z zespołem Wernera miały jeszcze jedną cechę, która przede wszystkim przyciągnęła uwagę autorów pracy. Wiadomo, że DNA w jądrze komórkowym jest w kompleksie z białkami. Niektóre z nich wykonują jakąś ciągłą pracę nad pewnymi genami (na przykład syntetyzują RNA), podczas gdy inne pełnią rolę strukturalną, utrzymując dość duże fragmenty chromosomów w stanie upakowanym. Upakowana, ustrukturyzowana część DNA nazywana jest heterochromatyną. I okazało się, że w chorych komórkach jest bardzo mało heterochromatyny – innymi słowy, DNA z zespołem Wernera dochodzi do stanu wolnego, „rozczochranego”.

To samo można zaobserwować podczas normalnego starzenia się: gdy porównano stan chromosomów u kilku osób w różnym wieku, okazało się, że im starsza osoba, tym gorzej ma DNA upakowane w jądrze. Oczywiście w przypadku progerii ten sam proces zachodzi szybciej i zaczyna się wcześniej - być może już we wczesnych stadiach indywidualnego rozwoju. Dlaczego nieuporządkowany, rozpakowany stan chromosomów może prowadzić do takich konsekwencji? Jeżeli gen jest w formie heterochromatycznej, oznacza to, że jest nieaktywny, wyłączony, znajduje się w stanie uśpienia. Jeśli opakowanie słabnie, to nasze geny zaczną się włączać, co powinno milczeć. Właśnie taka niepotrzebna aktywność może wspólnie prowadzić do starzenia się. Z drugiej strony wiadomo, że w heterochromatycznej, zamkniętej formie znajdują się ruchome elementy genetyczne, które przeskakują z miejsca na miejsce w DNA, powodując w ten sposób niepożądane mutacje.

To, czy ogólne rozpakowanie i nieporządek w DNA rzeczywiście pociąga za sobą wszystkie te zmiany, które są charakterystyczne dla starzejących się komórek i czy dzieje się tak we wszystkich przypadkach progerii, zarówno dziecięcej, jak i dorosłej, pokażą dalsze eksperymenty. Ale jeśli to prawda, biolodzy mogą skupić się na pakowaniu DNA jako potencjalnym celu leków, który może pomóc opóźnić starzenie się, zarówno przedwczesne, jak i normalne.

<< Powrót: VL6180X - czujnik odległości, światła i gestów 09.05.2015

>> Naprzód: Monitor Philips BDM3270QP 08.05.2015

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Telefon nie do rozmów 02.03.2005

W USA wprowadzono urządzenie wielkości telefonu komórkowego, które działa w sieciach telefonii komórkowej, ale nie przekazuje rozmów, a jedynie wiadomości CMC i e-maile.

Teksty pojawiają się na kolorowym ekranie. Wymiana pisemnych wiadomości jest szczególnie modna wśród młodych ludzi, ale podobno z nowego aparatu będą korzystać także głusi i niemi.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn