ژن‌ها معمای طول عمر را حل می‌كنند

۱۳۹۱/۰۶/۱۹ - ۰۹:۴۹ - کد خبر: 56015
سلامت نیوز : بتازگی تیمی از دانشمندان ایسلندی بزرگ‌ترین جایزه تحقیقات را ازآن خود كردند. این گروه تحقیقاتی كه از سال‌ها پیش به مطالعه و بررسی انواع گونه‌های جانوری و حیوانی پرداخته بودند توانستند با جمع‌آوری نمونه‌هایی از خون و آب دهان و بزاق 949 گونه مختلف جانوری و بافت‌های گیاهی به نتایج بسیار جالبی دست یابند.

به گزارش سلامت نیوز به نقل از جام جم ؛ آنها در این مطالعات، موفق به شناسایی باكتری‌هایی شدند كه قادر به تولید یك ماده شیمیایی همراه عنصری شگفت‌انگیز بود كه توانایی طولانی كردن عمر را در انواع گونه‌های جانوری و گیاهی دارد.تیم تحقیقاتی این ماده شیمیایی شگفت‌انگیز را Rapamycin نامیدند. آنها طی آزمایش‌هایی كه روی موش‌ها انجام دادند، دریافتند این ماده سبب افزایش حداكثر طول عمر موش‌ها شده است.

براساس یافته‌ها، این مواد با كمك آنتی‌بادی‌ها یا داروهای موردنظر و با مهار پروتئین‌های موثر در روند پیر شدن سلول‌ها قادر است روند پیری را به تعویق بیندازد و میزان طول عمر را افزایش دهد.سال‌ها بود متخصصان بیماری‌ها و امراض مرتبط با سن، امیدوار بودند با كشف تركیباتی از آنتی ژن‌ها بتوانند روند پیری را به تأخیر بیندازند.در پی این مطالعات آنها در نهایت با كشف جهش‌های ژنی توانستند به چگونگی طولانی شدن عمر در حیوانات پی ببرند.

آنها دریافتند برخی از این جهش‌های ژنی با محدودكردن كالری و انرژی در بسیاری از گونه‌های جانوری، سبب افزایش طول عمر شده‌اند اما با وجود پیشرفت‌های بسیار در این حوزه هنوز پس از سال‌ها آنها نتوانستند دارویی بسازند تا بتواند سبب افزایش طول عمر در پستانداران شود.هرچند محدود كردن تولید كالری كه رژیم‌های غذایی مقوی و مغذی را دربر می‌گیرد، نتوانست با پیشگیری از بروز آسیب‌ها و اختلالات مرتبط با سن مانند سرطان، انواع دیابت‌ها و دیگر بیماری‌های مشابه برروند افزایش عمر بیفزاید.

سال 2006 مشخص شد ماده‌ای به نام Reseratoral برموش‌ها برخی از اثرات به تعویق انداختن روند پیری را دارد. اما براساس شواهد موجود این ماده كه روی آنزیم‌های شناخته شده‌ای به نام sirtuins فعالیت می‌كنند، درآزمایش‌های دیگری كه روی موش‌ها برای افزایش عمر و طولانی شدن روند پیری انجام گرفت، منجر به شكست شد.در حالی كه همه امیدها ناامید شده بود، در نیمه اول سال 2009 با آزمایش‌هایی كه روی برخی گونه‌ها انجام شده بود، باردیگر امید‌ها جان تازه‌ای یافت. این بار دانشمندان اعلام كردند راز افزایش عمر را یافته‌اند، در این آزمایش‌ها معلوم شد كه ماده شگفت‌انگیز Rapamycin منجر به افزایش طول عمر 12 درصد از موش‌ها درسه آزمایش موازی شده است.

در حقیقت این آنزیم جالب با كند كردن روند رشد سلول‌ها، روند پیری را به تأخیر انداخته و در نهایت با جلوگیری از ابتلای یك‌سوم موش‌ها به انواع بیماری‌های مرتبط با سن به طولانی شدن طول عمر این جانداران منجر شده است.مشخص شد این آنزیم به عنوان یك ماده مهاركننده رشد، در اكثر پستانداران از میلیون‌ها سال پیش وجود داشته است و تا زمانی كه سالم باشد سبب كند شدن روند پیری می‌شود، اما اغلب براثر تخریب و شكسته شدن كارایی خود را از دست داده و منجر به تسریع روند پیری و كوتاه شدن عمر می‌شود.

این آنزیم جالب در واقع روی پروتئینی به نام TOR (target of Rapamycin) عمل می‌كند و ‍ TOR پروتئینی است كه براساس نقشه ژنتیكی اولیه فعالیت می‌كند. از طرفی پروتئین یك ماده ایمنی قوی است، در دو حوزه تولید داروها و در حوزه كاری متخصصان پیری كاربرد دارد و به نوعی برفعالیت ‍TOR موثر است.مطالعات نشان می‌دهد با مهاركردن نوعی از این پروتئین كه در پستاندران فعالیت می‌كند به نام mTOR می‌توان ریسك ابتلا به انواع بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند سرطان، دیابت، آلزایمر، پاركینسون، بیماری‌های قلبی عروقی و بیماری‌های مربوط به استخوان را كاهش داد و به این ترتیب سبب افزایش طول عمر شد.

محققان می‌گویند اگر بتوان با ارائه راهكارهای مختلف یا با تولید داروهایی كه این پروتئین را هدف قرار می‌دهد، آن را مهار كرد، می‌توان سبب افزایش حداكثر میزان طول عمر و كاهش روند پیری شد.اما پرسشی كه ذهن محققان را به خود مشغول كرده، این بود كه ساز و كار فعالیت این پروتئین چگونه است، تا بتوان آن را مهار كرد؟ در این میان تحقیقات بیشتری روی این پروتئین انجام گرفت و مشخص شد داروهایی كه اثرات پیشگیرانه دارند و برافزایش عمر موثرند، با فعالیت روی مولكول‌های این پروتئین كه اثرات تخریبی برسلول‌ها دارد، می‌توانند به كاهش آسیب‌های سلولی و كاهش روند افزایش طول عمر منجر شوند.

به این ترتیب دانشمندان امیدهای تازه‌ای برای شكستن موانع موجود برای افزایش متوسط عمر یافته‌اند. آنها می‌گویند درآینده مطالعات مربوط به این پروتئین mTOR جایگاهی ویژه خواهد داشت.

ماجرای كشف ماده ضدپیری

می‌توان گفت تحقیقات روی پروتئین mTOR زمانی آغاز شد كه گروهی از محققان نمونه‌هایی از نوعی خاك را برای آزمایش درآزمایشگاهی واقع در مونترال كانادا انتخاب كردند.این محققان با مطالعات بسیار موفق به كشف آنتی‌بادی‌هایی دراین نمونه شدند و سپس با غربال این نمونه‌ها مواد مورد نظر خود را استخراج كردند.در سال 1972 محققان با غربال كردن یك ماده مهاركننده رشد در نوعی قارچ، این ماده مهاركننده یا آنتی‌بادی را برمبنای محل جمع‌آوری نمونه‌ها، Rapamycin نامیدند و از این ماده برای مهاركردن نوعی عفونت در مخمرها استفاده كردند.

در ادامه محققان این ماده را روی سیستم ایمنی برخی حیوانات آزمایش كردند و دریافتند این آنتی‌بادی می‌تواند با تكثیر سلول‌های ایمنی و بهبود كارایی آنها از پس زدن عضو پیوند شده پیشگیری كند. لذا سال 1999 این پروتئین و داروهای مكمل آن از سوی سازمان بهداشت غذا و داروی آمریكا، برای بیمارانی كه پیوند كلیه شده بودند، تجویز شد.در ادامه بیولوژیست‌ها دریافتند توانایی Rapamycin كند كردن رشد سلول‌ها نه تنها در مخمرها كه در انسان‌ها نیز است. آنها دریافتند این تركیبات متوقف‌كننده و مهاركننده رشد، از میلیون‌ها سال پیش در مخمرها و دیگر گونه‌ها تكامل یافته است.

البته در سال 1991 گروهی دیگر از دانشمندان با شناسایی یك مكانیزم قدیمی دریافتند اثرمهاركنندگی این ماده بر رشد مخمرها روی دو ژن انجام می‌شود كه این دوژن TOR1 و TOR2 نامیده شد.سه سال بعد گروهی دیگر ازمحققان موفق شدند ژن TOR را در پستانداران ایزوله كنند. امروزه گونه‌های بسیاری از جانداران مانند حشرات، كرم‌ها، گیاهان و حیوانات شناسایی شده‌اند كه درآنها ژن TOR مسوول كنترل و تسریع رشد سلولی است.

از سال 1990 محققان در مطالعاتی توانستند عملكردهای دیگری از این ژن را در سلول‌ها شناسایی كنند. آنها دریافتند این ژن با تركیب شدن با دیگر پروتئین‌های موجود در سیتوپلاسم سلول، تركیبات و اشكال پیچیده‌ای به خود می‌گیرد كه آن را TORC1 نامیدند و دریافتند این تركیب پیچیده بركاهش فعالیت‌های سلولی نظارت دارد.آنها مشاهده كردند Rapamycin غالبا براین تركیب پیچیده یعنی TORC1 موثر است و روی آن اثر مهاركنندگی دارد. نوع دیگری از تركیبات این پروتئین نیز TORC2 نام دارد.

در ادامه تحقیقات، پژوهشگران دریافتند كه پروتئین TOR یك حسگر بسیار قوی نسبت به شرایط محیطی است به‌طوری كه هرگاه میزان مواد غذایی فراوان است فعالیت این پروتئین نیز افزایش می‌یابد.بدین شكل كه سلول‌ها با دردست داشتن مواد غذایی كافی، برای تولید این پروتئین تحریك می‌شوند، لذا با تولید بیشتر این پروتئین میزان تخریب‌ها و آسیب‌های سلولی بالا می‌رود.برعكس زمانی كه مواد غذایی و منابع غذایی كاهش می‌یابد، با كاهش فعالیت سلولی و كاهش تقسیم سلولی، تولید این پروتئین كاهش می‌یابد.

در این هنگام یعنی با كاهش منابع غذایی فرآیندی دیگر به نام autophagy آغاز می‌شود كه طی این فرآیند سلول‌ها برای تولید انرژی تركیبات معیوبی مانند پروتئین‌های نافرم و بدشكل و میتوكندری‌های معیوب را شكسته و انرژی لازم برای سوخت و ساز سلولی را فراهم می‌كنند.موش‌های تازه متولد شده تا زمان به دست آوردن منابع غذایی لازم اغلب براساس فرآیند autophagy انرژی لازم برای فعالیت‌های خود را فراهم می‌كنند. اما با افزایش مواد غذایی در محیط دوباره تولید پروتئین TOR آغاز شده و از میزان فعالیت فرآیند autophagy كاسته می‌شود.

محققان همچنین دریافتند مسیرهای هشداردهنده یا راهنما كه توسط پروتئین TOR و هورمون انسولین هدایت می‌شوند، بسیار به هم مرتبطند. مسیرهای هشداردهنده، مسیرهایی هستند كه در نتیجه فعل و انفعالات مولكولی به وجود می‌آیند و برفعالیت سلولی نظارت دارند.هورمون انسولین كه از غده پانكراس تولید می‌شود، به سلول‌های عضلات و دیگر سلول‌ها برای جذب گلوكز از خون و تولید انرژی هشدار می‌دهد.از طرفی هورمون انسولین به عنوان فاكتوری برای رشد، به پروتئین‌ها برای تند كردن مسیر تولید پروتئین TOR و افزایش جذب مواد غذایی كمك می‌كند. ویژگی مهم دیگری كه در حفظ سلامت بدن بسیار مهم است، اهمیت ارتباط موثر بین پروتئین TOR و انسولین است.

برخی مواقع ارتباط این دو به صورت حلقه بازخور منفی است: بدین شكل كه سلول‌های تولیدكننده TOR نسبت به علائمی كه انسولین برای تولید این پروتئین به آنها می‌دهد، بی‌تفاوت می‌شوند، یعنی این پروتئین را تولید نمی‌كنند.در نتیجه برای تحریك بیشتر سلول‌ها و تولید پروتئین TOR به اندازه كافی، انسولین بیشتری ترشح می‌شود و همان‌طور كه گفتیم تولید انسولین بیشتر سبب جذب بیشتر قند شده و درنهایت میزان قند خون بالا رفته و فرد به بیماری دیابت مبتلا می‌شود و بروز بیماری دیابت زمینه را برای بروز بیماری‌های دیگر از جمله بیماری‌های قلبی نیز فراهم می‌كند بنابراین حفظ ارتباط موثر بین انسولین و تولید این پروتئین از فاكتورهای مهم سلامت است.

زمانی كه بقای سلول‌ها درمعرض تهدید و خطر قرار گیرد، میزان تولید این پروتئین كاهش می‌یابد و درنتیجه كند شدن تولید این پروتئین، سلول از منابع دیگری انرژی آزاد می‌كند كه می‌تواند از آنها برای ترمیم ساختارDNA و دیگر آسیب‌های دفاعی استفاده كند.در این راستا مطالعاتی كه روی مگس‌های میوه انجام شد، نشان داد این تركیب‌های پروتئینی زمانی كه در معرض هشدار و خطر قرار می‌گیرند، پروتئین‌های تولیدكننده TOR تغییر مسیر داده و با تولید تركیبات میتوكندری كلیدی (مراكز تولید انرژی) به حفظ سیستم‌های انرژی سلولی درشرایط بحرانی كمك می‌كنند.

TOR و آینده تولید دارو

همان‌طور كه گفته شد در پی سالیان دراز كه مطالعات بسیاری روی این پروتئین انجام گرفت، مشخص شده است این پروتئین با تسریع رشد سلول‌ها و درنهایت تخریب و آسیب آنها، نقش مهمی در روند پیری دارد.آنچه اهمیت دارد كنترل و مهار عملكرد این پروتئین است. بنابراین بنا به گفته محققان اگر بتوان داروهایی را تولید كرد كه به كمك آنها بتوان برعملكرد این پروتئین اثر گذاشت و آن را مهار كرد، براحتی می‌توان روند پیری را به تعویق انداخت و برمیزان طول عمر افزود.

مثلا محققان می‌گویند داروی متفورمین كه برای كاهش قندخون و درمان بیماری دیابت استفاده می‌شود، احتمالا اثر بازدارندگی و مهاركنندگی برپروتئین TOR دارد. این دارو همچنین اثراتی مشابه با محدود كردن انرژی برسطوحی از فعالیت ژن‌ها و افزایش طول عمر در موش‌ها نیز دارد.همان‌طور كه گفته شد افزایش میزان طول عمر در گرو كنترل و مهار بیماری‌های مرتبط با سن مانند دیابت، سرطان، كاهش تراكم استخوان، آلزایمر، بیماری‌های قلبی عروقی، پاركینسون، كاهش قوای بینایی و شنوایی، چین و چروك‌های پوستی و دیگر بیماری‌هاست كه در همه این علائم و بیماری‌ها، فعالیت پروتئین TOR نقشی اساسی ایفا می‌كند بنابراین محققان درصددند با ساخت داروهای مهاركننده و پیشگیری از بروز بیماری‌ها بتوانند روند پیر شدن را به تعویق انداخته و برمیزان حداكثر عمر بیفزایند.

هرچند برای برآوردن این آرزو هنوز راه سخت و دشواری پیش‌روی محققان و پژوهشگران است ولی می‌توان دریافت كه گامی جدی به سوی داشتن عمر طولانی همراه با سلامت برداشته شده است، بنابراین می‌توان امیدوار بود در آینده با تكمیل مطالعات در این حوزه باید در انتظار شنیدن خبرهای خوشی باشیم.

كشف ارتباط نوعی پروتئین با طول عمر

ارتباط پروتئین TOR با افزایش طول عمر در اواسط دهه 1990 كشف شد، زمانی كه مشاهده شد هنگام گرسنگی و كاهش مواد غذایی در سلول‌ها، فعالیت این پروتئین نیز كاهش می‌یابد.البته سال‌ها پیش یعنی سال 1935 گروهی از محققان دریافته بودند قرار دادن موش‌های جوان تحت رژیم‌های سخت غذایی، رشد آنها را مختل كرده و كند می‌كند و لذا با كند شدن روند رشد آنها میزان طول عمر آنها به طور غیرمعمول افزایش می‌یابد.

آنها دریافته بودند در واقع آنچه سبب افزایش طول عمر این موش‌ها و دیگر گونه‌ها مانند مخمرها، عنكبوت‌ها، سگ‌ها و میمون‌ها شده بود، محدودیت كالری بوده است.شواهد نشان می‌داد با كاهش میزان جذب كالری به یك‌سوم، به میزان 30 تا 40 درصد برطول عمر این جانداران افزوده شد.طی مطالعاتی دیگر مشاهده شد با محدود كردن كالری و به تأخیر افتادن روند افزایش عمر در میمون‌ها، آنها به‌طور غیرعادی سالم‌تر و جوان‌تر از همسن‌های خود بودند.

بنابراین مطالعات، دانشمندان در پی شناسایی تركیباتی برآمدند كه با ایجاد اثرات محدودیت كالری آن هم بدون گرسنه شدن، بتوانند برمیزان طول عمر بیفزایند.تا سال 2000 محققان مطالب زیادی در مورد پروتئین TORمی‌دانستند، مثلا آنها می‌دانستند این پروتئین به نوعی برسلول‌ها اثری مشابه با اثر محدودیت كالری دارد.سال 2003 گروهی از پژوهشگران در مطالعاتی دریافتند ممانعت از فعالیت این پروتئین باعث افزایش عمر می‌شود لذا آنها در آزمایش‌هایی كه روی كرم‌ها انجام دادند، توانستند با محدود كردن فعالیت تركیبات این پروتئین، میزان طول عمر این كرم‌ها را تا دو برابر افزایش دهند.

تا پیش از سال 2000 محققان هنوز به طور واقعی اثرات پروتئین TOR را درپستانداران ندیده بودند به این علت كه ماده Rapamycinبه‌عنوان یك ماده ایمنی قوی تاحدودی مانع آشكار شدن اثرآن شده بود.سال 2009 گروهی از محققان دریافتند برخی داروها با اثرات مهاركنندگی روی پروتئین TOR قادرند به میزان 28 درصد برعمر موش‌های نر و 38 درصد برعمر ماده‌ها بیفزایند. كه درنتیجه تحقیقات بیشتر مشخص شد مهار پروتئین TOR به نوعی درروند طولانی شدن عمر نقش دارد.

در ادامه محققانی از دانشگاه لندن گزارش كردند: ژنی به نام S6K1 سبب افزایش تولید آنزیمی می‌شود كه نقش میانجی در كنترل و مهار تولید پروتئین TOR دارد، از ابتلای موش‌های ماده به بیماری‌های مرتبط با افزایش سن جلوگیری كرده و سبب افزایش طول عمر آنها شده است.در آزمایشی دیگر درآمریكا محققان برای بارچندم هورمون Rapamycin را در موش‌ها آزمایش كردند و دریافتند كه دوزهای مختلفی از این ماده توانسته به مدت 20 ماه برحداكثر عمر این جانداران بیفزایند.
نظر خود را بنویسید
(ضروری)
(ضروری)
CAPTCHA Imagereload
6.42637s, 19q