Dodano: 05 wrzesień 2022r.

Naukowcy zidentyfikowali „nieśmiertelne” geny meduz, które pozwalają odwrócić proces starzenia

Jeden z gatunków stułbiopława - Turritopsis dohrnii - posiada niezwykłą zdolność cofnięcia się z dojrzałego osobnika do stadium larwalnego. Może to czynić wielokrotnie, dlatego też istoty te zyskały przydomek „nieśmiertelnych meduz”. Teraz hiszpańscy naukowcy odkryli geny odpowiedzialne za to odwracanie procesu starzenia. Wiedza ta może przyczynić się do lepszego poznania samych procesów starzenia się oraz być może do tego, jak je zatrzymać.

Naukowcy zidentyfikowali „nieśmiertelne” geny meduz, które pozwalają odwrócić proces starzenia

 

„Nieśmiertelne meduzy” - Turritopsis dohrnii na pierwszy rzut oka nie różnią się specjalnie od innych swoich krewniaków. Zaczynają życie jako dryfujące larwy określane jako planule. W końcu przyczepiają się do dna morskiego i rozwijają się w polipy przypominające kiełki. W tym stadium poprzez rozmnażania bezpłciowe tworzą kolonie na dnie morskim. Następnie ze stadium polipa rozwijają się w swobodnie pływające meduzy w kształcie parasola o wielkości dochodzącej do pół centymetra.

Jednak to, co różni je od innych stułbiopławów, to niezwykła zdolność do cofania swojego cyklu życiowego. „Nieśmiertelne meduzy” w sytuacji zagrożenia mogą cofnąć się z dojrzałego osobnika do stadium polipa. Jeśli kolonia wpadnie w tarapaty, jedna z meduz może przekształcić się w cystę, podobną do jej oryginalnego polipa, przykleić się do dna morza w nowym miejscu i rozpocząć cały cykl od nowa. Sztuczkę tę mogą stosować wielokrotnie, co czyni je teoretycznie biologicznie nieśmiertelnymi, stąd też ich przydomek (immortal jellyfish). Inne gatunki meduz mają podobne zdolności, ale tracą je wraz z osiągnięciem dojrzałości płciowej.

Naukowcy z Universidad de Oviedo w Hiszpanii, porównując geny Turritopsis dohrnii z jej „śmiertelną” krewniaczką - Turritopsis rubra – odkryli, w jaki sposób „nieśmiertelne meduzy” mogą, przynajmniej teoretycznie, żyć wiecznie. Swoje ustalenia opisali w artykule opublikowanym na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences” (DOI: 10.1073/pnas.2118763119).

Niezwykłe zdolności „nieśmiertelnej meduzy”

Hiszpańscy uczeni porównując genomy T. dohrnii i T. rubra nie znaleźli żadnej genetycznej sztuczki, która byłaby niczym fontanna młodości. Zamiast tego odkryli, że T. dohrnii posiada dwa razy więcej kopii genów związanych z naprawą i ochroną DNA. To sugeruje, że T. dohrnii może mieć bardziej wydajne mechanizmy replikacji i systemy naprawcze niż inne gatunki. Te duplikaty mogą wytwarzać większe ilości białek o właściwościach ochronnych i regenerujących.

Badacze znaleźli także unikalne mutacje, które hamowały podział komórek i zapobiegały degradacji telomerów – osłonek ochronnych chromosomów, które ulegają skróceniu wraz z wiekiem u innych gatunków, w tym u człowieka.

Aby określić, w jaki sposób T. dohrnii powraca do formy polipa, naukowcy przyjrzeli się, które geny były aktywne podczas tej odwróconej metamorfozy. Odkryli, że stworzenia te wyciszają geny rozwojowe, aby przywrócić komórkom pierwotny stan. Aktywowały też inne geny, które pozwalają powstającym komórkom na ponowną specjalizację. Wszystkie te geny wpływają na procesy, które u ludzi kojarzą się z długowiecznością i zdrowym starzeniem się.

Sekrety nieśmiertelności

- Zidentyfikowaliśmy warianty genów związanych z replikacją i naprawą DNA, utrzymaniem telomerów, odnową populacji komórek macierzystych i komunikacją międzykomórkową – mówi dr Maria Pascual-Torner z Universidad de Oviedo. - Zamiast posiadania jednego klucza do „nieśmiertelności”, różne mechanizmy działają jako całość, w ten sposób koordynując proces, aby zapewnić pomyślne odmłodzenie - dodaje. 

T. dohrnii jednak nie żyje wiecznie. W rzeczywistości typowy osobnik ma bardzo krótką oczekiwaną długość życia. Niemniej jednak jego zdolność do odmładzania się czyni go teoretycznie nieśmiertelnym.

- Ta praca nie jest poszukiwaniem strategii realizacji marzeń o ludzkiej nieśmiertelności. Jest raczej próbą zrozumienia procesów i ograniczeń fascynującej plastyczności komórkowej, która pozwala niektórym organizmom podróżować w czasie. Na podstawie tej wiedzy mamy nadzieję znaleźć lepsze odpowiedzi na wiele chorób związanych ze starzeniem się – zaznacza współautor badania Carlos López-Otín. Badania te mogą zainspirować medycynę regeneracyjną lub zapewnić wgląd w choroby związane z wiekiem, takie jak nowotwory czy choroby neurodegeneracyjne.

 

Źródło: Universidad de Oviedo, New Scientist, fot. Maria Pascual-Torner