اختراق سر لماذا سن

الصورة عبر مجلس قيادة منظمات الشيخوخة.

قال باحثون في معهد البيولوجيا الجزيئية (IMB) في ماينز بألمانيا الشهر الماضي إنهم - من خلال دراسة نوع من الدودة المسماة C. elegans - حققوا طفرة في فهم سبب تقدم عمر البشر. يسمون عملية الشيخوخة هوس التطور . يتضمن عملهم التعرف على الجينات التي تنتمي إلى عملية تسمى البلعمة الذاتية - من الكلمات اليونانية ذاتيًا معنى الذات والبلعمة - التهام - وهي عملية فسيولوجية طبيعية تتعلق بتدمير الخلايا التالفة في الجسم ، وهو ما أوضحه هؤلاء الباحثون:

... عزز الصحة واللياقة في الديدان الصغيرة ولكن دفع عملية الشيخوخة لاحقًا في الحياة.

نُشر هذا البحث في 7 سبتمبر 2017 في مجلة Genes & Development التي استعرضها النظراء. وقال بيانهم:

كما أوضح تشارلز داروين ، فإن الانتقاء الطبيعي ينتج عنه أفضل الأشخاص لبيئة معينة تعيش على قيد الحياة للتكاثر ونقل جيناتها إلى الجيل التالي. فكلما كانت السمة المثمرة في تعزيز النجاح التناسلي ، كلما كان اختيار هذه السمة أقوى.

من الناحية النظرية ، ينبغي أن يؤدي ذلك إلى ظهور أشخاص يتمتعون بسمات تمنع الشيخوخة حيث يمكن أن تنتقل جيناتهم بشكل مستمر تقريبًا. وهكذا ، على الرغم من الحقائق الواضحة على العكس ، لم يكن يجب أن يحدث شيخوخة التطور من نقطة التطور.

C. Elegans. إنه كائن بسيط بدائي يشارك في الخصائص البيولوجية الأساسية لبيولوجيا الإنسان. هكذا يدرس الباحثون حول العالم هذه الديدان. في الدراسات التي أجراها معهد البيولوجيا الجزيئية في ماينز بألمانيا ، وجد الباحثون 30 جينة معينة في C. Elegans التي تعزز الشيخوخة على وجه التحديد ، لكنهم وجدوا الجينات فقط في الديدان القديمة. وقال الباحثون: "بالنظر إلى أننا اختبرنا 0.05 في المائة فقط من جميع الجينات الموجودة في الدودة ، فإن هذا يشير إلى أنه قد يكون هناك الكثير من هذه الجينات الموجودة للعثور عليها".

ومع ذلك نحن نفعل العمر. لماذا ا؟ لقد ناقش العلماء هذه المسألة من الناحية التطورية منذ القرن التاسع عشر ، ولكن - في عام 1953 - قدم عالم الأحياء جورج سي. ويليامز شرحًا لكيفية ظهور الشيخوخة ، من وجهة نظر تطورية. وتسمى فرضيته التعددية العديدة (AP). إنه يشير إلى أن جينًا واحدًا يمكن أن يتحكم في أكثر من سمة واحدة ، حيث قد تكون إحدى السمات ، على سبيل المثال ، مفيدة في لياقة الكائن الحي وضارة أخرى. وفقًا لفرضية وليامز ، إذا تسبب الجين نفسه في نجاح الإنجاب في الحياة المبكرة - والشيخوخة في وقت لاحق من الحياة - فإن الشيخوخة ستكون قابلة للتكيف (مناسبة) من وجهة نظر تطورية. وأوضح بيان الباحثين في ماينز:

... بمرور الوقت ، يتم اختيار هذه الطفرات المؤيدة للياقتين ، المؤيدة للياقتين بنشاط ، وتصبح عملية الشيخوخة صعبة في حمضنا النووي. على الرغم من أن هذه النظرية قد أثبتت رياضياتها وظهرت آثارها في العالم الواقعي ، إلا أن الأدلة الفعلية للجينات التي تتصرف مثل الموضة كانت غير موجودة.

وصل هذا الدليل الآن وفقًا لجوناثان بيرن ، مؤلف مشارك في البحث في الورقة الجديدة. وجد هؤلاء الباحثون 30 جينة في C. Elegans تمثل:

... بعض من أول ما وجد تعزيز الشيخوخة على وجه التحديد فقط في الديدان القديمة.

قال الباحثون:

لم يتم العثور على جينات AP هذه من قبل لأنه من الصعب للغاية العمل مع الحيوانات القديمة بالفعل. كنا أول من اكتشف كيفية القيام بذلك على نطاق واسع. من شاشة صغيرة نسبيًا ، وجدنا عددًا كبيرًا بشكل مدهش من الجينات التي يبدو أنها تعمل بطريقة معادية.

ووجد الباحثون أيضًا سلسلة من الجينات المشاركة في تنظيم البلعمة الذاتية (حيث تلتهم أجسامنا الخلايا التالفة ذاتياً) ، والتي تسرع عملية الشيخوخة. وصفوا هذه النتائج بأنها "مفاجئة" للأسباب التالية:

... عملية البلعمة الذاتية هي عملية إعادة تدوير حرجة في الخلية وعادة ما تكون هناك حاجة للعيش حياة طبيعية كاملة. من المعروف أن الالتهام الذاتي يصبح أبطأ مع تقدم العمر ويظهر مؤلفو هذه الورقة أنه يبدو أنه يتدهور تمامًا في الديدان القديمة. [نحن] نبيّن أن إغلاق الجينات الرئيسية في بدء العملية يسمح للديدان بالعيش لفترة أطول مقارنةً بتركها مشلولة.

علقوا أن البلعمة التلقائية يُعتقد دائمًا أنها مفيدة حتى لو كانت بالكاد تعمل ، لكن أعمالهم تظهر أن هناك "عواقب سلبية خطيرة" عندما ينهار البلعمة الذاتية:

... ثم أنت أفضل حالًا من تجاوز كل ذلك معًا. إنه AP كلاسيكي: في الديدان الصغيرة ، تعمل البلعمة الذاتية بشكل صحيح وهي ضرورية للوصول إلى مرحلة النضج ، ولكن بعد التكاثر تبدأ في التعطل مسببة للديدان التقدم في السن.

وهكذا قدم هؤلاء الباحثون ما يقولون إنه "بعض الأدلة الواضحة الأولى" لكيفية ظهور عملية الشيخوخة كغرابة في التطور.

ويقولون إن النتائج التي توصلوا إليها قد يكون لها آثار أوسع على علاج اضطرابات التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ، والشلل الرعاش ، ومرض هنتنغتون حيث تورط البلعمة الذاتية. أظهر الباحثون أنه من خلال تعزيز طول العمر من خلال إيقاف البلعمة الذاتية في الديدان القديمة ، هناك تحسن كبير في صحة الجسم العصبية واللاحقة للجسم كله.

خلاصة القول: يستخدم الباحثون في ألمانيا دودة تُعرف باسم C. Elegans لدراسة عملية الشيخوخة ، حيث يجدون بعضًا من الجينات الأولى التي وجدت أنها تعزز الشيخوخة على وجه التحديد. كما أظهروا أن إغلاق الجينات الرئيسية المرتبطة بعملية البلعمة الذاتية - وهي عملية مفيدة للحيوانات الأصغر سنا ولكن المنتجة للعمر في الحيوانات الأكبر سنا - سمحت للديدان التي درستها بأن "تعيش لفترة أطول".

اقرأ المزيد عن هذه الدراسة عبر معهد البيولوجيا الجزيئية في ماينز

اقرأ لماذا يستخدم C. Elegans على نطاق واسع لاستكشاف البيولوجيا البشرية

اقرأ المزيد عن نظرية جورج سي. ويليامز للشيخوخة عام 1953: تعدد الأضداد المتضاد