Naše buňky časem degradují, proto nejsme v osmdesáti tak pohybliví a bystří jako v osmi letech. Vědci však vymysleli způsob, jak zvýšit životnost buněk, a tak zpomalit stárnutí.

Když stárne buňka…

Skupina genetiků z Kalifornské univerzity v San Diegu rozluštila základní mechanismy, které stojí za stárnutím buněk. Poté, co vědci zmapovali dva směry, kterými se buňky během stárnutí ubírají, tyto procesy geneticky zmanipulovali, aby životnost buněk prodloužili.

Výzkumníci dokázali zpomalit stárnutí buněk v laboratorních podmínkách na domestikovaných pivních (i vinných a pekařských) kvasinkách Saccharomyces cerevisiae. Domnívají se, že jejich přístup by se u našeho druhu v budoucnu mohl použít a že by lidé díky němu mohli stárnout zdravějším způsobem. Jejich poznatky by se také měly uplatnit při léčbě onemocnění souvisejících s věkem.

Výzkumníci nejprve pomocí počítačového modelování zjistili, jak funguje obvod způsobující stárnutí buněk, píše se na webu Kalifornské univerzity.

Výsledky ukázaly, že přepíná buňku do jednoho nebo druhého stavu stáří – při jednom se hroutilo jadérko, malá vnitrobuněčné část, která je nezbytná pro tvorbu bílkovin, při druhém se zase rozpadala mitochondrie, která dodává buňkám energii.

Brzdit krátce, vyměnit pneumatiky

V obou krajních stavech přitom nastává citelné opotřebení. Dá se přirovnat ke stárnutím brzd a pneumatik automobilu při agresivní jízdě.

Vědci v experimentu přepojili obvod, který řídí stárnutí buněk. Obvod potom fungoval jako zařízení podobné hodinám, kterému se říká genový oscilátor. Ten buňku nutí pravidelně přepínat mezi dvěma škodlivými „stárnoucími“ stavy, vyhýbat se dlouhodobému setrvání v jednom z nich, a tím zpomalovat opotřebení buňky.

„Genové obvody mohou fungovat podobně jako naše elektrické obvody, které řídí zařízení, jakými jsou spotřebiče a automobily,“ říká molekulární biolog Nan Hao z Kalifornské univerzity v San Diegu, hlavní autor studie publikované ve vědeckém magazínu Science.

Přeprogramováním buněk kvasinky do oscilace mezi krajními stavy se prodloužila jejich životnost v průměru o 82 procent.

U buněk vybavených upraveným genetickým obvodem byl také pozorován rychlejší růst a dělení, než za normálních okolností. To naznačuje, že zůstávaly v dobré kondici.

Kvasinky ukazují cestu

Vědci ve studii píší, že to je poprvé, co byla syntetická biologie využita k přepojení genových obvodů a přeprogramování stárnutí.

Kvasinky mají samozřejmě k lidem daleko, jsou však využívány jako modelové mikroorganismy pro podobnost s buňkami lidí. Jsou to organismy, které mají stejně jako naše buňky jádro obsahující DNA zabalenou do chromozomů. Jejich studium proto může ukázat cestu k budoucím úpravám lidských buněk.

„Dosažené výsledky jsou krokem k využití inženýrských principů při navrhování syntetických genových obvodů, které řídí složité biologické vlastnosti,“ shrnul studii její recenzent L. Bryan Ray.