Celler holder op med at dele sig, når dette gen går i højt gear, undersøgelse finder

Forskere, der søger at låse op for hemmelighederne bag cellulær aldring, har identificeret et gen, der udløser alderdom, et fænomen, hvor celler holder op med at dele sig.

Alderdom er en naturlig begivenhed i en celles liv, og forskere har søgt at lære om det af et par grunde. Først, det er forbundet med alderdom:Ældrende celler menes at bidrage til hjertesygdomme, gigt, grå stær og en række andre aldersrelaterede tilstande. Sekund, mangel på senescens er et kendetegn for kræftceller, som omgår denne proces for at replikere på en ukontrolleret måde.

Den nye undersøgelse - offentliggjort online den 20. juni i Molekylær Omics , et tidsskrift fra Royal Society of Chemistry - belyser gener involveret i cellulær senescence, og fremhæver især én, der synes tæt forbundet med denne afgørende biologiske proces.

I eksperimenter, University at Buffalo forskere opdagede, at et gen kaldet CD36 er usædvanligt aktivt hos ældre, senescent celler.

Hvad mere er, videnskabsmænd var i stand til at forårsage unge, raske celler til at stoppe med at dele sig ved at øge CD36-aktiviteten i disse celler. Effekten spredte sig til nærliggende celler, med næsten alle cellerne i en petriskål, der viste tegn på alderdom, når kun en lille del af disse celler - omkring 10 til 15 procent - overudtrykte CD36. Nye celler placeret i vækstmediet (et suppestof), der tidligere husede de senescentceller, stoppede også med at replikere.

"Det, vi fandt, var meget overraskende, " siger Ekin Atilla-Gokcumen, Ph.D., en adjunkt i kemi ved UB College of Arts and Sciences. "Aldendom er en meget kompleks proces, og vi forventede ikke, at ændring af ekspression af ét gen kunne udløse det, eller forårsage den samme effekt i omgivende celler."

Resultaterne peger på CD36 som et spændende emne for fremtidig forskning. Genets nøjagtige rolle i alderdom forbliver et mysterium:Forskere ved, at genet guider kroppen i at opbygge et protein af samme navn, der sidder på overfladen af ​​celler, men dette proteins funktioner bliver stadig undersøgt. Foreslåede aktiviteter omfatter at hjælpe celler med at importere lipider, og påvirkning af, hvordan disse lipider bruges i celler.

"Vores forskning identificerer CD36 som en kandidat til yderligere undersøgelse. Ælddom er et grundlæggende aspekt ved at være en celle, men der er stadig meget, vi ikke ved om det, " siger Omer Gokcumen, Ph.D., en adjunkt i biologiske videnskaber i UB College of Arts and Sciences. "Aldendom ser ud til at have konsekvenser for alderdom og kræft, så det er meget vigtigt at forstå det."

Atilla-Gokcumen og Gokcumen ledede undersøgelsen. De første forfattere var UB kemi Ph.D. studerende Darleny Lizardo og UB Biological Sciences postdoc-forsker Marie Saitou, der vandt en pris for et foredrag om dette arbejde under UB Postdoctoral Research Symposium i juni.

Nulstilling af et vigtigt gen

Forskerne satte sig ikke for at undersøge CD36.

I stedet, de begyndte med et par brede mål:De ønskede at katalogisere alle gener relateret til alderdom, og de ønskede at få en bedre forståelse, i særdeleshed, af lipid-relaterede gener involveret i denne proces. (Tidligere undersøgelser har vist, at lipider spiller en rolle i cellulær aldring.)

CD36 dukkede op som et gen af ​​interesse i eksperimenter designet til at løse disse spørgsmål.

Først, gennem en teknik kaldet transcriptomics, forskere identificerede CD36 som et af de to lipid-relaterede gener, der øger deres aktivitet mest i senescerende celler. (Denne del af undersøgelsen blev udført på to slags celler - menneskelige hud- og lungefibroblaster - og resultaterne holdt stik for begge celletyper.)

CD36 dukkede op igen i en anden test, denne en genetisk analyse af alle lipid-relaterede gener, der gik i høj kurs under ældning. Inden for denne gruppe af gener, CD36 skilte sig ud som en af ​​de mest variable hos mennesker, hvilket betyder, at genets DNA-sekvens med stor sandsynlighed vil variere fra person til person. En sådan mangfoldighed kan være en indikator for funktionel variation, hvor forskellige miljømæssige og evolutionære pres giver anledning til en række nyttige mutationer i et højt udtrykt gen, der tjener et vigtigt formål, siger Gokcumen.

"Vi satte os ikke for at lede efter CD36, " siger Gokcumen. "Vi tog en bred tilgang til vores undersøgelse, ved hjælp af transkriptomik og en evolutionær ramme til at identificere gener og proteiner, der er fundamentale for senescensprocessen. Til sidst, CD36 skilte sig ud som en outlier i begge tilfælde. Det er lidt smukt - en overbevisende måde at lave biologisk forskning på."