211service.com
Ormeafkom arver lang levetid selv uden generne
De bittesmå jordlevende orme C. elegans , når de gives mutationer, der får dem til at leve længere, overfører de denne egenskab, selv når deres afkom ikke arver de livsforlængende mutationer. Resultaterne, offentliggjort online i dag i Natur , præsentere en moderne version af Lamarckian arv, hvor erhvervede egenskaber kan overføres til afkom uden ændringer i den genetiske kode.
Mærker af Methusalem: Glødende områder viser kemiske mærker på genomet af C. elegans identisk med dem hos forfædre med livslængde-øgende mutationer - selvom denne efterkommer mangler mutationen.
Selvom der stadig er meget mere forskning, der skal gøres, rejser den nye undersøgelse den fristende mulighed for, at hvis bedstemor praktiserede kaloriebegrænsning - som påvirker ekspressionen af gener, der øger levetiden - kan hendes efterkommere høste fordelene.
Arven sker gennem epigenetik: ændringer ikke i den kodende sekvens af DNA (de allestedsnærværende A'er, T'er, C'er og G'er), men i kemiske ændringer, der påvirker, om generne udtrykkes. En sådan ændring involverer histoner, proteiner, der fungerer som spoler for en celles lange DNA-strenge. Nogle af de bedst kendte gener for lang levetid, dem der tilhører Sir2-familien, laver proteiner, der ændrer histoner.
Sidste år, Anne Brunet af Stanford og kolleger rapporterede, at et andet proteinkompleks, kaldet ASH-2, også ændrer histoner i C. elegans , rekonfigurering af histon-DNA-komplekset til en åben tilstand, der fremmer genekspression. Mangler i ASH-2 forlænger ormens levetid med så meget som 30 procent.
Brunet siger, at dette er sandsynligt, fordi uden dette protein er DNA'et i en lukket konfiguration og mindre tilgængeligt for det cellulære maskineri, der tillader gener at blive udtrykt. Aldrende gener er måske ikke så [højt] udtrykt, hvilket kan hjælpe med at forlænge levetiden, siger hun.
I det nye værk, Brunets kandidatstuderende, Erik Greer , blokerede de tre nøgleproteiner, der udgør ASH-2-komplekset, ved at mutere deres gener. Som forventet levede ormene længere - typisk syv dage ekstra ud over deres laboratorielevetid på 20. Derefter avlede Greer de muterede orme med normale orme, indtil deres efterkommere ikke længere havde mutationerne. Ikke desto mindre levede afkommet stadig længere, og det samme gjorde deres egne efterkommere: selvom deres gener for nøgleproteinerne var normale, var der en epigenetisk hukommelse om lang levetid. Som et resultat blev deres DNA viklet stramt op, og deres formodede aldringsgener blev sat til side.
Transgenerationel epigenetisk arv er et område med meget kontrovers, siger Emma Whitelaw, en videnskabsmand ved University of Adelaide, som ikke var involveret i forskningen. Denne undersøgelse vil stimulere forskere, der arbejder med andre modelorganismer, til at tage forestillingen om transgenerationel epigenetisk arv mere alvorligt.
Det er endnu ikke klart, hvor bredt resultaterne af levetiden vil gælde. Synes godt om C. elegans , har dyr fra gær til mennesker en version af ASH-2. Imidlertid er meget af aldringsforskningen i hvirvelløse dyr endnu ikke blevet replikeret i mere komplekse dyr.
Det er ikke første gang, videnskabsmænd har vist, at et erhvervet træk kan overføres på tværs af generationer, som Jean-Baptiste Lamarck postulerede for to århundreder siden. EN 2003 undersøgelse viste, at når en hunmus spiser DNA-methylerende fødevarer, påvirker det hendes afkoms pelsfarve og andre egenskaber. EN 2010 papir fandt ud af, at når hanmus spiste fedtrig kost, gjorde det deres døtre federe og gav dem type 2-diabetes. En anden 2010 papir fandt ud af, at ændring af kolesterolmetabolismen hos hanmus gennem kosten ændrede deres afkoms kolesterol og lipider. I hvert tilfælde var der ingen DNA-mutationer involveret - kun en egenskab, som forælderen erhvervede og gav videre. Whitelaw kalder det en molekylær hukommelse af forældrenes oplevelse.