Yaşlanmanın və uzun ömrün sirri genlərüstü əlaqələrdə gizlidir

Bir müddətdir tədqiqatçılar yaşlanma prosesinin DNT dəyişikliklərinin, xüsusən mutasiyaların toplanmasından qaynaqlandığı nəzəriyyəsi üzərində düşünürlər. Toplanan mutasiyaların sonradan toxuma və orqanların pozulmasına səbəb olan gen nasazlıqlarına yol açaraq yaşla bağlı xəstəlik proseslərini başladacağı düşünülüb. Lakin yeni araşdırma nəticələri epigenetik (genlərüstü, genlərin işini tənzimləyən) dəyişikliklər daxil olmaqla digər amillərin əslində yaşlanmanın əsas səbəbləri ola biləcəyini düşündürüb.

Hüceyrələrimizin nüvəsində genetik məlumatın uzunmüddətli saxlanmasını təmin edən, nəsillərin davamı və bioloji inkişafı üçün lazım olan genetik təlimatları daşıyan mürəkkəb DNT molekulu var. DNT-dəki təlimatlar genlərlə ifadə olunur və bütün bu təlimatlar birlikdə genom adlanır. Genlərin sistemli işləməsi epigenetik mexanizmlərlə təmin olunur.

Epigenetika genlərin həyat tərzi və ətraf mühit amilləri – günəş işığına məruzqalma, siqaret çəkmə, yediklərimiz, fiziki aktivliyimiz və nəfəs aldığımız hava daxil olmaqla – qeyri-genetik amillərdən necə təsirləndiyini öyrənən elmdir. Epigenetik dəyişikliklər DNT ardıcıllığındakı dəyişikliklər deyil, genlərin ifadə olunma tərzində, yəni “aktiv” və ya “aktiv olmayan” kimi ifadəsində dəyişikliklərdir. Epigenetik amillər hüceyrələrdə hansı genlərin aktiv, hansılarının passiv olduğunu idarə edir. Epigenetik tənzimləmə və mexanizmlərdə iştirak edən bütün strukturlar isə epigenom adlanır.

Bioloji yaşlanma prosesinin əsasında molekulyar quruluşların və buna görə funksiyaların dəyişməsi dayanır. Biomolekulların enerji vəziyyətinin dəyişməsi entropik dəyişikliklər nəticəsində baş verir. Entropiya, sistemin açıq və ya qapalı olmasından asılı olmayaraq, cəmlənmiş enerjinin dağılması deməkdir. Enerji vəziyyətindəki bu dəyişikliklərə uyğunlaşma qabiliyyəti yetkinləşmə dövrünə qədər qoruna bilir. Məhsuldarlıq və ya reproduktiv dövrdən sonra canlı orqanizmlərdə bu tarazlıq tədricən pozulur, molekulların dəyişən enerji vəziyyətinə görə qeyri-aktiv hala gəlməsi daha ehtimallı olur və bədənin immuniteti zəifləməyə başlayır.

Yaşlanmanın mühüm səbəbi: epigenetik məlumatın itməsi

Yanvar 2023-də Cell jurnalında dərc edilmiş araşdırmada epigenomdakı dəyişikliklərin yaşlanmanı sürətləndirə və ya geriyə çevirə biləcəyi göstərilib.

Tədqiqatçılar siçanlarda insan və digər məməli hüceyrələrində həyat tərzi və ya ətraf mühit amillərindən qaynaqlanan bəzi dəyişiklikləri təqlid ediblər. Epigenetik funksiya pozulmasına səbəb olan dəyişikliklərin siçanları bioloji baxımdan yaşlandırdığı müşahidə olunub. Tədqiqatın ikinci hissəsində tədqiqatçılar kök hüceyrələrdə aktiv olan genlərdən istifadə edərək gen terapiyası tətbiq ediblər. Gen terapiyasının tədqiqatçıların yaratdığı yaşlanma ilə əlaqəli epigenetik dəyişiklikləri geriyə çevirdiyi görülüb.

Harvard Tibb Məktəbinin Blavatnik İnstitutunda genetika professoru və Paul F. Glenn Yaşlanma Biologiyası Araşdırmaları Mərkəzinin həmdirektoru David Sinclair və komandası yaşlanmada epigenetik dəyişikliklərin roluna dair fərziyyələrini “ICE” (epigenomda başladılan dəyişikliklər) adlı sistemlə araşdırıb. Bu sistemdə siçanların DNT-sində kəsiklər yaradılaraq məməli hüceyrələrində həyat tərzi və ya ətraf mühit amillərindən qaynaqlanan dəyişikliklər təqlid edilib. Tez-tez kəsik yaradılan DNT-nin zülal kodlaşdıran hissələrində mutasiyaya səbəb olmamağa diqqət edilib.

Orqanizmin xronoloji (təqvim) yaşı yaşadığı günlərə, aylara və illərə əsaslanır, bioloji yaş isə yaşlanma biomarkerləri əsasında ölçülən yaş göstəricisidir. İnsanda bioloji yaşlanma əlamətlərinə mitoxondrilərin (hüceyrələrimizin enerji mənbələrinin) funksiyasının pozulması və telomerlərin (xromosomlarımızın qapalı uclarının) qısalması daxildir. Bioloji yaşımız xronoloji yaşımızdan çox fərqlənə bilər.

Tədqiqatçılar ICE siçanlarında fərziyyələrinin doğruluğunu göstərən epigenetik xaos görüblər. Epigenetik amillərin normal funksiyalarını dayandırıb xromosom kəsiklərinə yönəldiyi, bərpa işini görüb əvvəlki yerlərinə qayıtdığı müşahidə olunub. Lakin zamanla bəzi epigenetik amillər əvvəlki yerlərinə qayıtmağı dayandırdıqda epigenetik nasazlıqlar yaranmağa başlayıb. (Tədqiqatda hansı epigenetik amilin bərpada iştirak edib əvvəlki yerinə qayıtmadığı bildirilməyib.)

Epigenetik nasazlıqların ICE siçanlarının bioloji yaşlanma biomarkerlərini artırdığı, buna görə onların daha yaşlı görünüb davrandığı müşahidə olunub. Hüceyrələr kimliklərini itirdiyi üçün toxuma və orqanların sağlamlığı pozulub, funksiyaları sıradan çıxıb. (Bədənimizdə hər hüceyrə eyni genlərə malikdir, amma eyni zamanda dəri hüceyrəsi, qan hüceyrəsi, sümük hüceyrəsi və sair kimi kimlik daşıyır.) ICE siçanlarının bioloji yaşını müəyyən edib eyni xronoloji yaşlı ICE olmayan siçanlarla müqayisə etmək üçün hesablama modelindən istifadə edən tədqiqatçılar epigenetik dəyişiklik olmayan eyni xronoloji yaşlı siçanların bioloji yaşını ICE siçanlarının bioloji yaşı ilə müqayisə etdikdə ICE siçanlarının daha çox yaşlandığını tapıblar.

Təcrübənin əlavə hissəsində tədqiqatçılar kök hüceyrələrində aktiv olan Oct4, Sox2 və Klf4 kombinasiyasından ibarət OSK adlı geni ICE siçanlarına verərək (gen terapiyası) müalicənin onların yaşlanma prosesinə təsirini müşahidə ediblər. Gen müalicəsi veriləndə hüceyrələrin itirdikləri epigenetik məlumatı bərpa etdiyi görülsə də, tədqiqatçılar bunu nəyin və necə təşviq etdiyinə əmin deyillər. Bununla belə, məməli hüceyrələrində uyğun şəraitdə epigenetik funksiyanı sıfırlamağa və ya bərpa etməyə kömək edə bilən epigenetik məlumata bənzər ehtiyat sisteminin olduğu nəzəriyyəsi üzərində dayanılır.

Sinclair-in ömrü uzatmağa dair bu tədqiqatı epigenoma müdaxilənin yaşlanmanı həm sürətləndirə, həm də geriyə çevirə biləcəyini göstərir. Bu barədə daha çox bilginin Tip 2 diabet, ürək-damar xəstəlikləri və koqnitiv pozulma kimi yaşla bağlı proses və xəstəliklərin qarşısını almaq və ya onları geriyə çevirmək yollarını tapmağa kömək edə biləcəyi düşünülür. Belə inkişaflarla ömrü uzatmaqla yanaşı yaşlılıqda həyat keyfiyyəti də artırıla bilər. Siçanlarda aparılmış bu ilkin araşdırmanın işığında epigenetik müdaxilənin insanlarda potensial tətbiqini müəyyən etmək üçün daha çox tədqiqata ehtiyac var.