Gli scienziati hanno trovato un modo per bloccare il gene KAT7. Può rallentare l'invecchiamento

Sommario:

Gli scienziati hanno trovato un modo per bloccare il gene KAT7. Può rallentare l'invecchiamento
Gli scienziati hanno trovato un modo per bloccare il gene KAT7. Può rallentare l'invecchiamento
Anonim

Scienziati cinesi hanno identificato un gene chiave responsabile dell'invecchiamento. Il lavoro è stato colossale. Con l'aiuto di una tecnologia speciale, gli scienziati hanno "tagliato" e studiato più di 20 mila geni. Forse, grazie alla terapia genica, sarà possibile aumentare la naturale aspettativa di vita, scrive Keji Ribao.

Nel corso di esperimenti con animali, gli scienziati hanno dimostrato che l'inattivazione del gene KAT7 può rallentare il naturale processo di invecchiamento. Di conseguenza, l'81% dei topi in cui questo gene è stato inattivato è stato in grado di vivere per più di 130 settimane (circa 80 anni in termini di età umana). Tra i topi che non sono stati sottoposti a terapia genica, solo il 27% è riuscito a sopravvivere fino a 130 settimane.

Per tutta la vita, le persone cercano di preservare la loro giovinezza il più a lungo possibile, ricorrendo a vari mezzi che presumibilmente prevengono l'invecchiamento. Sfortunatamente, questi strumenti non risolvono il problema principale. È possibile in generale fermare l'invecchiamento dell'organismo con una sola azione?

Il 7 gennaio, la rivista Science Translational Medicine ha pubblicato i risultati di uno studio di sei anni condotto da un team di scienziati dell'Accademia cinese delle scienze e dell'Università di Pechino. Utilizzando una piattaforma di modifica del genoma, sono stati in grado di identificare un gene chiave responsabile dell'invecchiamento. Questo è il gene KAT7 che codifica per l'istone acetiltransferasi.

Mappatura ad alta precisione del genoma umano

Nel 2015, un gruppo di ricerca dell'Istituto di ricerca sugli animali dell'Accademia cinese delle scienze guidato da Liu Guanghui e Qu Jing ha stabilito una collaborazione con gruppi di ricerca guidati da Tang Fulao dell'Università di Pechino e Zhang Weiqi dell'Istituto di genomica di Pechino presso l'Accademia cinese di Scienze. Utilizzando la tecnologia CRISPR "forbici genetiche", gli scienziati hanno mappato più di 20 mila geni contenuti nel genoma umano uno dopo l'altro. Con l'aiuto delle "forbici genetiche", il gene responsabile di un determinato tratto è stato "tagliato" nella cellula. Pertanto, è stato effettuato lo studio dello stato della cellula dopo l'inattivazione del gene. Le cellule giovani sono state lasciate per ulteriori analisi, durante le quali è stato determinato quale inattivazione del gene avrebbe portato ad un aumento della durata della vita delle cellule.

Era un lavoro noioso e che richiedeva tempo. Ogni cellula doveva essere accuratamente tagliata, inattivata e quindi testata per l'inattivazione di quel gene su centinaia di cellule. Inoltre, gli scienziati hanno esaminato più di 20 mila geni contenuti nel genoma umano e ciascuno di essi ha richiesto da tre a sei diverse "forbici". Pertanto, decine di milioni di cellule sono state coltivate e selezionate per ottenere risultati accurati.

Dopo aver elaborato una così grande quantità di dati, il team di ricerca ha identificato più di 100 nuovi geni che influenzano l'invecchiamento delle cellule umane e ha testato le funzioni dei primi 50 geni. Di conseguenza, è stato scoperto che l'inattivazione di questi geni può rallentare l'invecchiamento delle cellule staminali mesenchimali umane.

L'inattivazione di un gene chiave può prevenire l'invecchiamento

Tra 50 geni, KAT7, che codifica per l'istone acetiltransferasi, ha avuto la maggiore influenza sul processo di invecchiamento.

Nel corso di esperimenti con animali, gli scienziati hanno dimostrato che l'inattivazione del gene KAT7 può rallentare il naturale processo di invecchiamento. Di conseguenza, l'81% dei topi in cui questo gene è stato inattivato è stato in grado di vivere per più di 130 settimane (circa 80 anni in termini di età umana). Tra i topi che non sono stati sottoposti a terapia genica, solo il 27% è riuscito a sopravvivere fino a 130 settimane.

L'inattivazione del gene chiave KAT7 nei topi affetti da progeria (sindrome dell'invecchiamento precoce) ha aumentato la loro vita media di oltre il 20%. “La portata di questo aumento è impressionante. Alla fine, colpiamo solo una delle decine di migliaia contenute nell'intero genoma , ha affermato Zhang Weiqi, ricercatore dell'Istituto di genomica di Pechino presso l'Accademia cinese delle scienze e uno degli autori dell'articolo.

Inoltre, gli scienziati hanno anche confermato che l'inibizione e l'inattivazione del gene chiave KAT7 rallenta l'invecchiamento delle cellule epatiche umane e riduce anche il livello di espressione dei fattori pro-infiammatori che portano all'invecchiamento nel corpo.

In che modo l'inattivazione del gene chiave KAT7 può prevenire l'invecchiamento?

Qu Jing, ricercatore presso l'Istituto di ricerca sugli animali dell'Accademia cinese delle scienze, ha spiegato che la proteina codificata dal gene KAT7 è un'acetiltransferasi che può aggiungere un gruppo "acetile" agli istoni. Gli istoni sono proteine intrecciate con il DNA nel nucleo, che insieme al DNA formano insieme un cromosoma. Gli scienziati hanno scoperto che KAT7 stimola l'espressione genica e innesca l'invecchiamento cellulare catalizzando selettivamente la reazione di acetilazione dell'istone (H3K14). Un primo studio pubblicato sulla rivista Nature ha mostrato che l'inattivazione del gene chiave KAT7 aiuta nel trattamento della leucemia. Quindi, vediamo che questo gene non codifica solo per l'acetiltransferasi, il suo effetto sul corpo umano è piuttosto ampio.

Verrà gradualmente compilata una mappa genetica dell'invecchiamento più completa

L'attuale studio ha identificato circa un centinaio di nuovi geni responsabili dell'invecchiamento, il che conferma anche il giudizio iniziale del team secondo cui i geni già noti associati all'invecchiamento sono solo una piccola frazione e ci sono molti altri geni sconosciuti. Gli scienziati hanno caricato i risultati e i dati della ricerca rilevanti in un database (la cosiddetta "mappa genetica dell'invecchiamento"), che può essere utilizzata e aggiornata da colleghi e ricercatori cinesi e di altri paesi.

“La nostra intenzione originale era quella di ampliare le conoscenze sull'invecchiamento. In base al lavoro svolto, la mappa genetica dell'invecchiamento verrà gradualmente reintegrata . Secondo Qu Jing, l'invecchiamento individuale è accompagnato dal continuo accumulo di cellule che invecchiano nei tessuti e negli organi; l'eliminazione o il ringiovanimento di tali cellule può ridurre il rischio di sviluppare malattie degenerative dei tessuti e aumentare la durata di una vita sana. Nuovi dati mostrano che la terapia genica basata sull'inattivazione di un singolo gene può aumentare la durata naturale della vita dei mammiferi.

Consigliato: