Životnosť červov sa prísnou stravou zdvojnásobila Vedci majú podozrenie, že k rovnakému procesu dochádza
Storočie hľadania prameňa mladosti odhalilo len niekoľko sľubných možností, z ktorých jedna prináša extrémnu, vychudnutú stravu. Nová štúdia malého háďatka C. elegans začína vysvetľovať tento zázrak obmedzenia kalórií a navrhuje ľahší spôsob, ako dosiahnuť dlhovekosť.
Vedci z Duke University zistili, že odoberanie potravy z C. elegans vyvoláva stav zastaveného vývoja: Zatiaľ čo sa organizmus neustále vrtí, zháňa potravu, jeho bunky a orgány sú vystavené v nadčasovom, nečinnom stave. Pri jedení sa červ znovu vyvíja podľa plánu, ale môže žiť dvakrát dlhšie ako zvyčajne.
Výsledky sa objavia v PLoS Genetics .
„Je možné, že strava s nízkym obsahom výživných látok rovnakými cestami vedie k tomu, že sa naše bunky dostanú do nečinného stavu,“ uviedol David R. Sherwood, docent biológie na Duke University. „Trik je nájsť spôsob, ako farmakologicky manipulovať s týmto procesom, aby sme mohli nájsť výhody proti starnutiu bez toho, aby ste museli obmedzovať stravu.“
Toto ukazuje na nematódu C. elegans so zelenou fluorescenciou svalových buniek a s fluorescenciou zárodočných buniek červenou farbou. Tieto bunky a ďalšie sa pozastavia na kontrolnom bode vývoja a spomalia svoje starnutie, keď sa červy stretnú s obdobím hladu .
Fotografický kredit: David Sherwood Lab, Duke University
Za posledných 80 rokov vedci nasadili zverinec modelových organizmov na stravu a zistili, že nutričné nedostatky môžu predĺžiť životnosť potkanov, myší, kvasiniek, múch, pavúkov, rýb, opíc a červov kdekoľvek o 30 percent O 200 percent viac ako ich vydané náprotivky.
Mimo laboratória a v skutočnom svete môžu organizmy ako C. elegans zažiť záchvaty hladu alebo hladomoru, ktoré nepochybne ovplyvňujú ich vývoj a životnosť. Kolega z Sherwoodu Ryan Baugh, odborný lekár na Duke, preukázal, že násadové vajcia C. elegans v prostredí bez výživných látok úplne zastavili ich vývoj. Požiadal Sherwooda, aby vyšetril, či obmedzenie stravovania na hladomor v neskoršom veku bude mať rovnaký účinok .
Sherwood a jeho postdoktorand Adam Schindler sa rozhodli zamerať na posledné dve fázy vývoja lariev C. elegans - známe ako L3 a L4 - v kritických tkanivách a orgánoch, ako je vulva, ktorá sa stále vyvíja. Počas týchto fáz sa vulva červa vyvinula z miesta troch buniek do mierne väčšej sféry 22 buniek. Vedci zistili, že keď jedli jedlo v rôznych časoch počas L3 a L4, keď sa vývoj vulvy zastavil buď v trojbunkovom alebo 22-bunkovom štádiu, ale nie medzi nimi.
To ukazuje, že háďatko C. elegans je označené fluorescenciou svalových buniek zelenou farbou a fluorescenciou zárodočných buniek červenou farbou. Tieto bunky a ďalšie sa pozastavia na kontrolnom bode vývoja a spomalia svoje starnutie, keď sa červy stretnú s obdobím hladu .
Fotografický kredit: David Sherwood Lab, Duke University
Pri ďalšom skúmaní vedci zistili, že nielen stydké, ale aj všetky tkanivá a bunky v tele sa zdajú byť zaseknuté v oboch hlavných kontrolných bodoch. Tieto kontrolné body sú ako mýtnice pozdĺž rozvojovej diaľnice. Ak má organizmus dostatok živín, môže jeho vývoj prejsť do ďalšej mýtnice. Ak ho nemá dostatok, zostáva pri mýtnom boxe, kým si nevytvorí potrebné živiny, aby ich mohol získať po zvyšok cesty.
„Vývoj nie je nepretržitý nepretržitý proces,“ uviedol vedúci autor štúdie Schindler. "Organizmy musia monitorovať svoje prostredie a rozhodnúť sa, či je otvorené ich vývoju. Ak nie, zastavte ich, ak môžu, choďte. Zdá sa, že tieto kontrolné body pre dané zviera existujú. A." Rozhodnutie má dôsledky, pretože zdroje idú buď na rozvoj, alebo na prežitie. ““
Štúdia zistila, že C. elegans môže hladovať najmenej dva týždne a pri obnovení kŕmenia sa môže stále vyvíjať normálne. Pretože je zariadenie nefunkčné, kým je červ v zatknutom stave, tento hladomor v podstate zdvojnásobil dvojtýždňovú životnosť červa.
„Táto štúdia má dôsledky nielen na starnutie, ale aj na rakovinu,“ uviedol Sherwood. "Jedným z najväčších tajomstiev v liečbe rakoviny je to, ako rakovinové bunky metastázujú skoro a potom spia roky, kým sa znova neprebudia. Myslím, že cesty v červoch, ktoré tieto bunky zadržiavajú, budú rovnaké cesty, ktoré sa znova prebúdzajú." v ľudských rakovinových metastázach. ““
Vedci teraz vykonávajú sériu genetických štúdií, aby zistili, či nájdu iný spôsob, ako prinútiť C. elegans k pozastaveniu tohto vývoja.