Przełom w świecie nauki. Maleńki owad spowalnia proces starzenia
Czy spowolnienie procesu starzenia to tylko fantazja z filmów science fiction? Badania naukowców z Uniwersytetu w Leicester pokazują, że wskazówka może kryć się w ciele maleńkiego owada. Osy klejnotowe (Nasonia Vitripennis) dzięki zdolności do wchodzenia w naturalną pauzę rozwojową na etapie larwalnym, nie tylko żyją dłużej, ale również wolniej się starzeją.
Nasonia Vitripennis, czyli osy klejnotowe to niewielkie owady błonkoskrzydłe o długości zaledwie kilku milimetrów. Mimo swoich rozmiarów, są cennym obiektem badań biologii rozwoju i genetyki.
Ich ciało mieni się metalicznym połyskiem, ale to nie uroda os zwróciła uwagę naukowców, lecz ich wewnętrzna zdolność do tego, aby spowolnić tempo starzenia. Choć czas trwania życia nie staje się "nieskończony", to jednak wyraźnie się wydłuża.
ZOBACZ: To może być prawdziwa katastrofa. Liczba owadów drastycznie spada
Nasonia Vitripennis posiadają aktywny system metylacji DNA - mechanizm ważny w epigenetyce, czyli nauce badającej, jak zmienia się ekspresja genów (odczytywanie i przetwarzanie zapisanych danych) bez zmiany sekwencji samego DNA.
Pauza, która wydłuża życie
Badacze z Uniwersytetu w Leicester, kierowani przez Erin E. B. Foley i Eamonna Mallona opublikowali na łamach prestiżowego czasopisma "PNAS" wyniki eksperymentu, który może zrewolucjonizować rozumienie procesu starzenia.
Eksperyment polegał na tym, że owady były wystawiane na ciemność i obniżoną temperaturę, czyli warunki, które w naturalnym środowisku sygnalizują nadchodzącą zimę. W efekcie rozwijające się larwy wchodziły w tzw. diapauzę. Jest to stan głębokiego uśpienia metabolicznego, trwający kilka tygodni, który całkowicie zatrzymuje ich rozwój.
ZOBACZ: Niezwykłe odkrycie naukowców. Znaleźli gigantycznego owada
U dorosłych osobników, które przeszły diapauzę, mediana długości życia wydłużyła się o 36 proc. Co więcej, ich epigenetyczny zegar biologiczny (narzędzie mierzące tempo starzenia się organizmu na poziomie DNA) tykał znacznie wolniej, bo aż o 29 proc.
Zegar epigenetyczny. Molekularna miara starzenia
Epigenetyczny zegar to precyzyjny wskaźnik wieku biologicznego organizmu. Działa na podstawie zmian metylacji DNA, czyli procesów chemicznych, które "włączają" lub "wyłączają" geny w komórkach. W miarę jak organizm się starzeje, układ metylacji ulega coraz większym zaburzeniom.
Owady Nasonia Vitripennis, które przeszły diapauzę, cechowało opóźnienie tych zmian, co oznacza, że ich organizmy wciąż zachowywały młodość na poziomie komórkowym i genetycznym, mimo upływu czasu.
Ważne jest to, że mechanizmy te są powiązane z bardzo dobrze zbadanymi ścieżkami sygnałowymi, jak szlak insulinowy/IGF i mTOR, które odpowiadają za kontrolę wzrostu, metabolizmu i starzenia się także u ludzi. To właśnie te same szlaki są celem wielu badań nad lekami przeciwdziałającymi starzeniu.
Czy wyniki badań nad Nasonia Vitripennis mają znaczenie dla człowieka?
Odkrycia te nie oznaczają bezpośrednio, że starzenie ludzi można łatwo spowolnić, ale rzucają nowe światło na to, jak wczesne warunki rozwojowe mogą programować tempo starzenia organizmu i jak środowisko wpływa na epigenetyczny zegar biologiczny.
ZOBACZ: Nowy składnik w żywności. Owady w postaci proszku już w wielu produktach
Co więcej, badania te pokazują, że możliwe jest manipulowanie epigenetycznym zegarem poprzez czynniki środowiskowe, w tym temperaturę, stres lub dietę. To obszar intensywnych badań w gerontologii i medycynie prewencyjnej.
Jak powiedział Eamonn Mallon w wypowiedzi dla Uniwersytetu w Leicester, "to pokazuje, że starzenie się nie jest wyryte w kamieniu, może zostać spowolnione przez środowisko, nawet przed rozpoczęciem dorosłości".