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L'età è fissata nei geni - ma come può essere cambiata?

L'età è fissata nei geni - ma come può essere cambiata?


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Gli ultimi risultati della ricerca sull'invecchiamento

Cosa hanno a che fare i killifish africani con l'invecchiamento umano? Niente a prima vista. Tuttavia, un gruppo di ricerca dell'Istituto Max Planck ha riconosciuto un principio genetico dell'invecchiamento nei pesci che apparentemente si applica anche agli esseri umani. Di conseguenza, la nostra durata è limitata da mutazioni dannose nel genoma.

I ricercatori del Max Planck Institute for Biology of Aging hanno esaminato la composizione genetica di 45 diverse specie di killifish africano. Il pesce è interessante perché ha un'aspettativa di vita diversa a seconda della posizione. Il team di Max Planck ha cercato e trovato le cause genetiche dell'aspettativa di vita fluttuante all'interno di questa specie ed è stato in grado di trarre conclusioni sull'invecchiamento umano in base al principio scoperto. I risultati sono stati recentemente presentati sulla rivista scientifica "Cell".

I residenti dell'acquario forniscono informazioni sull'invecchiamento

In questo paese, le carpe che depongono le uova (killifish) sono conosciute come popolari abitanti degli acquari. Il pesce, originario dell'Africa, ha una peculiarità genetica. Ci sono grandi fluttuazioni nella durata della vita all'interno della sua specie. Le condizioni locali in cui i pesci crescono hanno ovviamente un grande impatto sulla genetica e quindi anche sull'età. Ma cosa distingue i killifish di lunga durata dai loro parenti di breve durata?

Le mutazioni accumulate accelerano il processo di invecchiamento

Alcuni tipi di carpe che depongono le uova possono vivere solo per pochi mesi, mentre altri possono vivere per diversi anni. Il team di ricerca del Max Planck Institute for Biology of Aging ha analizzato la genetica di 45 diverse specie di killifish per risolvere l'enigma delle diverse aspettative di vita. Il team ha scoperto un meccanismo fondamentale della genetica mediante il quale si accumulano mutazioni dannose nel genoma. Secondo lo studio, questi accumuli indicano che alcuni pesci invecchiano più velocemente e hanno una vita più breve. Lo stesso meccanismo è stato dimostrato anche nell'uomo.

Perché ci sono specie di breve durata?

Si potrebbe pensare che una vita più lunga sia generalmente un vantaggio per tutte le specie, poiché più prole può essere allevata in un tempo più lungo. Tuttavia, alcune specie killifish hanno dimostrato che alcuni geni che accorciano la vita dei pesci sono stati tramandati di generazione in generazione. La selezione naturale non ha favorito una durata della vita più lunga. Il direttore della ricerca Dario Riccardo Valenzano spiega perché sia ​​così: "I killif africani vivono in una varietà di habitat, dalle foreste pluviali alle secche foreste di savane". A seconda della quantità di acqua disponibile nella zona, vivono sia a lungo che a breve.

Esperimenti di natura

I ricercatori hanno mostrato come la disponibilità di acqua nella regione si riflettesse nella genetica del pesce. "Questa diversità nella vita è come un esperimento per natura su diverse strategie di sopravvivenza", riferisce Valenzano. Questo rende il killifish un sistema unico per studiare l'evoluzione dell'invecchiamento.

Il genoma gonfio porta a vita breve

"I pesci non sembrano di breve durata perché fanno bene o perché si adattano al loro ambiente, ma perché vivono e si riproducono più a lungo nelle stagioni delle piogge più lunghe", riassume il direttore dello studio. Hanno riconosciuto questo principio sulla base di analisi genetiche. I ricercatori hanno scoperto che le specie di breve durata hanno un genoma gonfio pieno di ripetute sequenze di DNA. Di conseguenza, nel pesce si sono accumulate mutazioni dannose, che hanno avuto un effetto negativo sulla riparazione del DNA, sul controllo metabolico e sulla produzione di energia. I geni che controllano il processo di invecchiamento sono stati colpiti anche dalle mutazioni.

Alcuni geni sono particolarmente importanti per la vecchiaia

Di conseguenza, alcuni geni sembrano giocare un ruolo più forte solo nella vecchiaia. Dato che il pesce nelle regioni povere di acqua non ha raggiunto la sua piena età comunque a causa delle condizioni locali, la selezione naturale per i geni che sono importanti nella vecchiaia semplicemente non sembra funzionare in modo efficiente. "Non importa se una mutazione fa ammalare i pesci in età avanzata, perché hanno già moltiplicato e trasferito questa mutazione alla loro prole", ha detto il responsabile della ricerca. Questo spiega il genoma gonfio e l'accumulo di mutazioni dannose nel killifish di breve durata.

Cosa significa questo per gli umani?

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che questo principio si verifica anche nell'uomo. Come documentato dal team, anche le mutazioni dannose si accumulano nell'uomo, specialmente nei geni associati all'invecchiamento. "Abbiamo scoperto che la frequenza delle mutazioni dannose in un gene va di pari passo con la lettura del gene", sottolinea Valenzano. I geni umani che svolgono un ruolo solo nella vecchiaia hanno quindi maggiori probabilità di causare varianti geniche più dannose. In tal modo, i ricercatori hanno anche scoperto nuove connessioni tra i geni e l'invecchiamento, che in precedenza non erano noti per essere collegati al processo di invecchiamento. (Vb)

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Informazioni sull'autore e sulla fonte

Questo testo corrisponde ai requisiti della letteratura medica, delle linee guida mediche e degli studi attuali ed è stato controllato dai medici.

Redattore laureato (FH) Volker Blasek

Swell:

  • Max Planck Institute for Biology of Aging: l'evoluzione neutra modella l'aspettativa di vita e l'invecchiamento (accesso: 04.07.2019), age.mpg.de
  • Dario Riccardo Valenzano / Rongfeng Cui / Tania Medeiros / u.a.: La selezione rilassata limita la durata della vita aumentando il carico di mutazione, Cell, 2019, cell.com


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