Dari Neolitikum hingga awal abad kesembilan belas, rata-rata rentang hidup manusia tidak melebihi 30 tahun. Bahkan di tahun 1940 yang relatif baru, harapan hidup di Uni Soviet adalah sekitar 40 tahun, dan di negara-negara paling menguntungkan di Skandinavia - 60 tahun. Dan baru-baru ini, berkat perkembangan kedokteran yang pesat, orang-orang mulai hidup lebih lama dari sebelumnya (mereka bahkan berpikir tentang transisi besar-besaran di luar batas 100 tahun).
Namun sayang, panjang umur bukan berarti tetap kuat dan sehat. Dan saat ini mayoritas orang tua yang telah mencapai usia tua telah menderita penyakit kronis terkait usia selama beberapa dekade, terkadang bermimpi untuk meninggalkan dunia fana ini secepat mungkin.
Ilmuwan masih mencari faktor biologis yang menyebabkan kerusakan sel dari waktu ke waktu. Sekarang para peneliti di Universitas Harvard telah menemukan hubungan antara penuaan dan salah satu proses biologis utama yang dikenal sebagai penyambungan RNA. Penemuan ini tidak hanya menjelaskan peran mekanisme molekuler dalam memperpanjang hidup, tetapi juga mengisyaratkan kemungkinan penyesuaian untuk penuaan yang sehat.
"Apa yang membunuh neuron pada Alzheimer tentu berbeda dari penyebab penyakit kardiovaskular, tetapi penuaan adalah faktor risiko utama untuk semua penyakit ini," kata penulis studi senior William Mair. - Jadi, salah satu pertanyaan terbesar - adakah prinsip umum dalam kerja sistem molekuler yang memungkinkan penyakit seperti itu mendapatkan pijakan di organ?
Untuk memahami bagaimana penuaan dapat diganggu oleh penyambungan RNA, pertama-tama perlu diingat bagaimana molekul protein disintesis, yang merupakan blok bangunan utama sel dalam tubuh manusia, dan juga mengatur fungsi organ dan jaringan. "Resep" untuk pembuatannya dikodekan dalam kode genetik dan disimpan dalam inti setiap sel, seperti di perpustakaan.
Penciptaan protein baru dimulai dengan fakta bahwa berdasarkan bagian DNA yang terpisah - sebuah gen, yang disebut RNA pembawa pesan dibangun, asam amino yang dikodekan dalam kode tersebut dirakit menjadi protein.
Tapi gen, seperti molekul RNA yang dibangun di atas dasarnya, mengandung daerah non-pengkode yang harus dipotong selama penyambungan sebelum memulai sintesis protein.
Produksi RNA dan protein yang stabil adalah kunci untuk tetap awet muda dan sehat, sehingga para peneliti ingin mengetahui apa efek perubahan splicing yang terjadi seiring bertambahnya usia.
Video promosi:
Mayr dan koleganya bereksperimen dengan cacing ascaris Caenorhabditis elegans, yang merupakan organisme model tradisional dan agak legendaris dalam biologi. Ini adalah hewan pertama yang genomnya telah diterjemahkan dan peta lengkap neuron sistem saraf telah disusun. Selain itu, cacing gelang mungkin menjadi makhluk hidup pertama yang melakukan perjalanan ke Mars dalam waktu dekat. C. elegans harus memiliki jumlah gen yang hampir sama dengan manusia, jadi gen ini banyak digunakan dalam penelitian genetika.
"Ascaris adalah subjek yang sangat baik untuk studi penuaan karena cacing ini hidup hanya selama tiga minggu, dan selama waktu itu mereka menunjukkan tanda-tanda yang jelas terkait usia layu," jelas penulis pertama studi tersebut, Caroline Heintz. Misalnya, mereka kehilangan massa otot, fungsi reproduksinya menurun, sistem kekebalan mereka memburuk, dan bahkan kerutan muncul di kulit mereka.
Karena sel cacing transparan, para ilmuwan dapat menandai gen individu dengan protein fluoresen dan mengamati secara real time bagaimana proses penyambungan berubah seiring bertambahnya usia cacing gelang. Dalam lima hari, tim tidak hanya dapat mengisolasi individu dalam populasi di mana penyambungan tetap pada tingkat normal lebih lama dari yang lain, tetapi juga secara akurat memprediksi umur setiap cacing berdasarkan dinamika perubahan ini.
“Ini adalah hasil yang sangat menarik yang menunjukkan bahwa suatu hari kita mungkin dapat menggunakan splicing sebagai biomarker untuk mendeteksi tanda-tanda awal penuaan,” kata Heinz. Tapi tidak hanya ini yang membuat para ilmuwan senang, ada hasil penting lainnya.
Selanjutnya, para peneliti mengembangkan sistem pembatasan diet, yang, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian sebelumnya, dapat memperpanjang umur cacing (dan tidak hanya). Akibatnya, proses penyambungan cacing gelang tetap berada pada tingkat "awet muda" dan tidak berubah seiring bertambahnya usia.
Pada langkah terakhir, tim fokus pada elemen terpisah dari proses penyambungan yang dikenal sebagai faktor penyambungan 1 (SFA-1). Ini adalah bagian dari spliceosome, struktur molekul masif yang secara langsung terlibat dalam penghilangan daerah non-pengkode RNA. Ternyata peningkatan kadar SFA-1 dalam sel memperpanjang umur ascaris. Penemuan ini sangat penting karena elemen serupa hadir dalam mekanisme penyambungan pada manusia.
“Hasil luar biasa ini menunjukkan bahwa penyambungan RNA yang diubah mungkin menjadi salah satu tanda utama proses penuaan,” kata Mayr. "Pekerjaan kami membuka bidang penelitian baru yang dapat membantu kami memahami cara memperpanjang hidup dan tetap sehat."
Informasi lebih lanjut tentang karya ilmuwan Amerika dapat ditemukan dalam artikel yang diterbitkan di jurnal Nature.
