De LenteUitverkoop van de het levensuitbreiding

Het Tijdschrift van de het levensuitbreiding

LE Tijdschrift Juni 2002

beeld

Het ontdekken van de Genetische Controles
Die Dictate Levensduur

Profiel van Cynthia Kenyon, Ph.D.

Pagina 1 van 2

beeld

De enig-cellige organismen sterven niet ooit werkelijk aan oude dag; zij verdelen om nakomelingen te produceren, die de verdelende organisme zowel ouder als het kind maken. Behalve externe gebeurtenissen die een lijn van deze microscopische schepselen uit zouden kunnen verpletteren, kunnen zij voor onbepaalde tijd vernieuwen. Complexer organisme-met inbegrip van mens-loon een beste prijs voor hun ingewikkeldheid: zij verouderen en sterven. Het schijnt dat het overgaan van onze genen op ons nageslacht via kiemcellen (sperma en ei) hoofdzakelijk de rest cellen maakt die verouderd uit ons bestaan. Het volgt dat wij verouderen en sterven zodra wij onze capaciteit verliezen te reproduceren.

Door Melissa Block

beeld
Cynthia Kenyon, Ph.D. Professor van Biochemie en Biofysica, Universiteit van Californië, San Francisco

De vraag blijft, wat ertoe brengt precies cellen om te verouderen? Wat veroorzaakt het verlies van orgaanfunctie dat uiteindelijk tot analyse en nalating, vaak met een periode van chronische degeneratieve ziekte binnen - tussen leidt? De wetenschappers hebben verscheidene mogelijke mechanismen geïdentificeerd. Wat zijn gebaseerd op het concept dat het verouderen door cellulaire slijtage en scheur wordt veroorzaakt, terwijl anderen zich op genetisch geprogrammeerde „het verouderen klokken“ concentreren die binnen op een vooraf bepaald punt van de levensduur van een organisme schoppen. De theorieën die slijtage en scheur impliceren omvatten vrije basisspanning, de accumulatie van cellulair afval, de band van suikers aan proteïnen (glycation), het verkorten van chromosomen met elke cellulaire afdeling die (uiteindelijk tot de activering van een tot hiertoe onverklaard zelfvernietigingsmechanisme leidt), of de verslechtering van de uiterst kleine „motoren“ die elke cel aandrijven (mitochondria). Hoewel er wezenlijk bewijsmateriaal is dat elk van deze factoren in spel tijdens het het verouderen proces komen, zijn voert deze factorenoorzaken uit van het verouderen, of zij van een voorgeprogrammeerde genetische code worden ontworpen om levensduur te beperken?

Het wordt steeds duidelijker dat de manipulatie van specifieke genen ons kaartje kan zijn aan onsterfelijkheid. Men heeft lang verdacht dat DNA binnen de cellen van complexe organismen aan senesce en matrijs wordt ontworpen zodra de reproductieve uitvoerbaarheid voorbij is.[1] de Genetische theorieën van het verouderen impliceren dat door de activiteit van bepaalde genen te veranderen, wij de inherente het verouderen van het lichaam zouden kunnen kunnen veranderen klok. Met gentherapie, kan het mogelijk zijn om onze cellen te programmeren om de processen van slijtage te omringen of te controleren en scheur-of, ten minste, om hen neer te vertragen.

De biochemicus Cynthia Kenyon, Ph.D. heeft haar onderzoeksinspanningen aan het identificeren van leven-zichuitbreidende genen binnen het genoom van een uiterst kleine worm plotseling genoemd Caehorhabditis elegans, of C. elegans voor gewijd.[2] Deze inspanningen hebben het bestaan van specifieke dat genen, wanneer de veranderde of gemanipuleerde, dubbele levensduur van deze wormen geopenbaard. Deze genetisch gewijzigde draadwormen brengen meer tijd in oude dag niet door; zij blijven jonge en actieve langer dan de „wild-type“ (ongewijzigde) draadwormen.

Dit onderzoek heeft vrij beweegt in anti-veroudert cirkels veroorzaakt. Het verleent sterke steun voor het begrip dat het het verouderen proces onder genetische controle is, en biedt hoop voor een toekomst aan waar dergelijke genen zouden kunnen worden gemanipuleerd om jeugdige, gezonde levensduur uit te breiden. Het probleem, natuurlijk, is dat een één-millimeter-lange worm dat het voer op bacteriën slechts de meest te verwaarlozen gelijkenis aan de complexe, op de hoogte hominide draagt die mens is. Of het?

Een inleiding aan C. elegans

De gelijkenissen tussen draadwormen en mensen zijn verre van duidelijk aan het blote oog, maar zij hebben honderden wetenschappers wereldwijd geïnspireerd om de biologie van deze verkleinwoordworm te onderzoeken. Een inspanning om de volledige 100.000.000 basissen van DNA in zijn genoom te rangschikken is momenteel aan de gang.

beeld
Men heeft verscheidene jaren dat draadwormen met bepaalde die veranderingen in een gen als daf-2 levende langer wordt bekend dan hun normale tegenhangers geweten. Het team van het Dr.kenyon's onderzoek vond dat deze verandering meer dan het leven van de wormen de spanwijdte-meest significante het levensuitbreiding verdubbelde die in om het even welk organisme tot dat punt was gemeld.

Draadworm-vlot-gevild, unsegmented wormen met cilindrische die organismen bij elk worden verminderd eind-worden opgevat van sperma en ei tijdens het proces om te koppelen, enkel zoals wij zijn. Zij meten slechts acht microns in lengte bij geboorte en een millimeter in lengte bij volwassenheid, maar zij bezitten een zenuwstelsel en rudimentaire hersenen, evenals de betekenissen van smaak, geur en aanraking. De draadwormen zijn onder de meest primitieve die organismen worden gekend om vandaag te bestaan, en toch zijn zij gevoelig voor temperatuur en licht, stellen gedrag tentoon, en kunnen leren. Een draadworm begint aangezien een embryo, het proces van celdifferentiatie (de ontwikkeling van diverse celtypes met verschillende functies) ondergaat, broedsels van één van ongeveer 200 die eieren door de ouder worden gelegd, en aan volwassenheid en seksuele rijpheid binnen de eerste vier dagen na het leven groeit. Zij reproduceren, verouderen en sterven enkel zoals wij, maar hun het levensspanwijdten nemen het gemiddelde van twee tot drie weken eerder dan zeven tot acht decennia.

In het kort, gaan veel van de processen de moderne biologen willen begrijpen binnen zowel C. elegans als Homo sapiens. De gelijkaardige genen worden verondersteld om ontwikkeling, celdifferentiatie en het verouderen in beide species te veroorzaken. Wegens de korte levensduur van de draadworm; omdat zijn lichaam slechts 959 verschillende die cellen bevat op de code binnen zijn 17.800 genen worden gebaseerd; en omdat zijn transparant lichaam gemakkelijke visualisatie van deze cellen onder een microscoop voorziet, voorziet de draadworm ons van een ideaal organisme waarin om de activiteit van genen met anti-veroudert potentieel te bestuderen. In feite, wordt het draadwormgenoom verondersteld om exemplaren van ongeveer 70% van de genen in het menselijke genoom te bevatten! Zal het Dr.kenyon's met een prijs bekroonde onderzoek leiden tot een beter inzicht in hoe die genen in complexere organismen zoals fruitvliegen, de wezens van knaagdieren en-uiteindelijk-mens werken.

Cynthia Kenyon, Ph.D. Een korte biografie

Cynthia Kenyon, Ph.D. was geboren in Chicago, Illinois. In 1976 behaalde zij van de Universiteit van Georgië met een graad in chemie en biochemie een diploma. In prestigieus Massachusetts Institute of Technology, verdiende zij een Ph.D. met onderzoek concentreerde zich bij de genregelgeving in de bacteriën van E. coli. Zij raffineerde verder haar vaardigheden met een post-doctorale beurs bij het Medische Onderzoeksraadlaboratorium van Moleculaire Biologie in Cambridge, Engeland. In 1986 werd zij een hulpprofessor bij UCSF en werd bevorderd aan Professor in het Ministerie van Biochemie en Biofysica in 1992.

Haar werk met C. elegans verdiende haar Herbert Boyer Distinguished Professorship in 1997 en een toekenning van de Medische Stichting van Ellison in 1998. Zij werd ook toegekend de Koning Faisal International Prize voor Geneeskunde, door de Saoediger wordt gegeven - Arabische Koning Faisal Foundation voor voortreffelijkheid in medisch waaronderzoek-voor zij een 240 karaat, 200 gram een gouden medaille en een $200.000 contant geldtoekenning die ontving.

Het onderzoek en zijn implicaties

Men heeft verscheidene jaren dat draadwormen met bepaalde die veranderingen in een gen als daf-2 levende langer wordt bekend dan hun normale tegenhangers geweten. In 1993, publiceerde Dr. Kenyon en collega's een studie in Aard die deze leven-zichuitbreidende genetische verandering beschrijft.[3] Haar onderzoekteam vond dat deze verandering meer dan het leven van de wormen de spanwijdte-meest significante het levensuitbreiding verdubbelde die in om het even welk organisme tot dat punt was gemeld. Zij vonden dat deze verandering van daf-2 ook de activiteit van een tweede gen genoemd daf-16 vereiste. Deze veranderingen in gen daf-2 brengen veranderingen in het „fontein van de jeugd“ gen teweeg, daf-16; het daf-16-gen maakt dan aan DNA vast binnen celkernen, controlerend genactiviteit op een manier die tot de vorming van nieuwe proteïnen leidt die de groei en ontwikkeling leiden.

beeld

De activiteiten van daf-2 en daf-16-genen veranderen in normale, „wild-type“ draadwormen tijdens tijden van voedseltekort of overbevolking. Dientengevolge, gaan zij een staat van opgeschorte geroepen animatie in dauer diapause. Dit kan slechts in prepubescent draadwormen gebeuren; zodra zij door puberteit en bereikte volwassenheid zijn geweest, hebben zij niet meer de capaciteit om deze transformatie te maken. Terwijl in dauer, eten zij niet of reproduceren, maar kunnen in deze staat maximaal vijf maanden blijven. Zodra het voedseltekort beëindigt of de bevolking uitdunt, trekt de genenschakelaar zich en dauer einden terug, die de draadworm terug in zijn normale het levenscyclus brengen.

In de studie van Dr.kenyon's 1993, gingen de mutantdraadwormen niet dauer binnen, maar een lichtjes verschillende actie van daf-2 gen-veroorzaakt door een „zwakke verandering“ van dat gen-veroorzaakt hen om tweemaal te leven zolang normaal, en meer jeugdig door veel van hun spanwijdte met verlengde levensduur te blijven. Deze vroege studie toonde Dr. Kenyon en haar collega's dat de leven-zichuitbreidende kwaliteiten van deze genen zouden kunnen worden geactiveerd zonder de draadworm in dauer te verzenden. De draadwormen van lange duur waren actief en konden normaal reproduceren.

In andere experimenten, hebben de organismen met verlengde het levensspanwijdten geschenen om minder slijtage en scheur wegens vertraagd metabolisme en verminderde activiteit op te lopen. Fruitflies met een gelijkaardig levensduurgen was onvruchtbaar. Terwijl de mutant Dr.kenyon's laboratorium voor deze studie wordt onderzocht een langzamer metabolisch tarief kan gehad hebben dan normale draadwormen, heeft men sindsdien getoond dat de veranderingen die dezelfde lichaamsfuncties beïnvloeden wormen met normale metabolische tarieven dat opbrengen. Zowat daf-2 veranderingen verminderen vruchtbaarheid; anderen niet. „De gevolgen van de genactiviteit voor reproductie en het verouderen kunnen van elkaar worden ontkoppeld,“ Dr. Kenyon besluit. Dit betekent dat met specifieke genetische manipulatie, wij levensduur zonder veranderend metabolisme kunnen kunnen uitbreiden of reproductief capaciteit-het nieuwe en zeer opwindende vinden in het onderzoek van de het levensuitbreiding.

In haar onderzoek, heeft Dr. Kenyon willen ontdekken hoe daf-2 en daf-16-het werk samen om de levensduur van C. te veranderen elegans. Haar team heeft een reeks documenten beschrijvend de complexe interactie tussen het daf-16-gen en de resulterende cascade van andere reacties in de cellen door het lichaam gepubliceerd.[4-6] Deze reacties dienen als secundaire signalen die de groei en de levensduur van de individuele weefsels controleren die omhoog het organisme maken. De verdere studies[7.8] toonden aan dat de daf-2 activiteit van het gen niet geïsoleerd aan de cel is binnen wie het verblijft; veranderde activiteit daf-2 in een kleine groep cellen beïnvloedt veel andere cellen, zelfs die zonder het veranderde gen, die hun gezonde levensduur uitbreiden. Dit kon verklaren hoe de activering van deze genen binnen een paar cellen het tarief kan coördineren waaraan de volledige organismeleeftijden.


Voortdurend op Pagina 2 van 2



Terug naar het Tijdschriftforum