מקרוב על ההזדקנות מגלה כיצד סוגי תאים שונים בגוף מזדקנים בקצב שונה

פרסומת
X-ray_Promo1


ככל שהגוף מזדקן, תפקוד האיברים יורד בהדרגה והסיכון למגוון רחב של מחלות, כולל מחלות לב וכלי דם, סרטן ומחלות ניווניות עצביות, עולה. הבנת האופן שבו הגוף מזדקן היא תחום מחקר אינטנסיבי, שכן היא עשויה להאיר דרכים לקידום הזדקנות בריאה.

פרסומת

חוקרים ממכללת ביילור לרפואה, צ'אן צוקרברג ביוהוב סן פרנסיסקו, Genentech, Inc. ומוסדות משתפים פעולה פורצים דרך בכיוון הזה. הם מדווחים ביומן מַדָע, אטלס הזבוב הראשון (AFCA), אפיון מפורט של תהליך ההזדקנות ב-163 סוגי תאים שונים בזבוב הפירות המעבדתי. הניתוח המעמיק שלהם גילה שסוגי תאים שונים בגוף מזדקנים בצורה שונה, כל סוג תא בעקבות תהליך הכולל דפוסים ספציפיים לסוג תא. AFCA מספקת משאב רב ערך עבור חוקרים בקהילות זבוב הפירות והמזדקנות כהתייחסות לחקר הזדקנות ומחלות הקשורות לגיל ולהערכת הצלחתן של אסטרטגיות אנטי-אייג'ינג.

"מחקרים הראו כי, למשל, חלק מהתאים כמו נוירונים במוח חיים זמן רב יותר מתאי רירית המעי, שמוחלפים בחדשים לעתים קרובות", אמר הסופר השותף המתכתב ד"ר הונג'י לי, עוזר פרופסור למולקולריות ואנושיות גנטיקה ומרכז האפינגטון להזדקנות בביילר. הוא גם חבר במרכז הסרטן המקיף של דן ל. דאנקן של ביילור. "הצוות שלנו מעוניין להבין טוב יותר כיצד סוגי תאים שונים מזדקנים בצורה שונה, ולשם כך ניתחנו בפירוט מספר מאפיינים ביולוגיים של סוגי תאים בודדים כזבובי פירות שהתיישנו באופן טבעי במעבדה. זבוב הפירות הוא מודל ידוע ל- לחקור את תנאי האדם. לכ-75% מהגנים הקשורים למחלות אנושיות יש עמיתים דומים מבחינה תפקודית בזבוב."

ד"ר סטיבן קוייק, פרופסור לי אוטרסון לביו-הנדסה ופיזיקה יישומית באוניברסיטת סטנפורד ומחבר שותף של הספר מַדָע נייר, אמר שהאטלס החדש מספק משאב רב עוצמה וגישה פתוחה למדענים כדי להבין טוב יותר את הביולוגיה של ההזדקנות. "באמצעות שיתוף פעולה פרודוקטיבי ביותר, הצוות שלנו יצר מפה מפורטת במיוחד של האופן שבו ביטוי גנים משתנה עם ההזדקנות על פני מגוון רחב של סוגי תאים בזבוב", אמר Quake, גם ראש המדע ביוזמת צ'אן צוקרברג (CZI). "מכיוון שלרוב הגנים הללו יש תפקידים דומים באנשים, מערך הנתונים הזה מציע נקודת תצפית ייחודית להתחיל לפענח מדוע מחלות אנושיות חמורות מתעוררות בשלב מאוחר יותר בחיים."

כשהזבובים הזדקנו, החוקרים לקחו דגימות כאשר החיות היו בנות 30, 50 ו-70 יום (האחרון שווה ערך לאדם בן 80). בכל נקודת זמן, הצוות ביצע רצף RNA חד-גרעיני כדי לנתח שינויים בביטוי גנים בתאים בודדים באיברים שונים והשווה את התוצאות לאלו של זבובים צעירים (בני 5 ימים). הצוות בחן ארבע תכונות הזדקנות שונות: שינויים בהרכב התא, מספר הגנים המובעים בצורה דיפרנציאלית, שינוי במספר הגנים המובעים וירידה בזהות התא. הם גילו שככל שהזבובים מזדקנים, תכונות אלו משתנות כקבוצה לפי דפוסים ספציפיים לסוג התא.

"מצאנו שההזדקנות משפיעה על הרכב הסלולר על פני כל הזבוב", אמר לי. תאי גוף שמנים היו בין סוגי התאים שעלו במספרם ביותר, בעוד שתאי השריר פחתו ביותר. אולם נוירונים לא הראו שינויים גדולים במספר התאים במהלך חייו של זבוב הפירות. "בנוסף, ניתוח הגנים המבוטאים על ידי סוגי תאים שונים בזמן גילה שתאי שומן מראים את ההבדל הגדול ביותר בין מספר הגנים המתבטאים בזבובי פירות צעירים לעומת זבובי פירות זקנים", אמר לי.

החוקרים מצאו גם שכ-80% מכל סוגי התאים שנותחו הפחיתו את מספר הגנים שהתבטאו, ו-20% הגדילו את המספר הזה. "אנו מתכננים ללמוד את המנגנון של תצפית זו בעתיד", אמר המחבר הראשון, ד"ר צו-צ'יאו לו, עמית פוסט-דוקטורט במרכז האפינגטון להזדקנות.

הצוות גם חקר האם תוכניות ביטוי גנים סלולריות שמגדירות את זהות התא משתנות ככל שהחיות מתבגרות. "לדוגמה, בהשוואה לסמן הזהות של שרירי הטיסה Nig1 בזבובים צעירים, הסמן בזבובים מבוגרים ירד באופן דרמטי, בעוד סמנים אחרים החלו להופיע כשהזבובים גדלו", אמר לי.

"למדנו שכל אחת מארבע תכונות ההזדקנות שחקרנו מודד היבט אחר של התא ושאף תכונה אחת לא חלה על כל סוגי התאים", אמר לי. "השילוב של כל תכונות ההזדקנות הוביל אותנו לגלות דפוסי הזדקנות ייחודיים לסוג תאים והשוואה ביניהם גילה ממצאים שימושיים ומעניינים. למשל, נוירונים במוח מזדקנים לאט, בעוד שתאי שריר, שומן ותאי כבד מזדקנים הרבה יותר מהר. כמו כן, תאים- דפוסי הזדקנות ספציפיים עשויים להשתנות בהתאם למין."

"התבוננות קריטית של מחקר זה היא שניתן להשתמש בדפוסי הזדקנות ספציפיים לסוג תאים בתאים כדי לאמוד את הגיל הביולוגי, כלומר מצב ההזדקנות היחסי של אורגניזם, ללא תלות בגילו הכרונולוגי", אמר המחבר השותף, ד"ר היינריך. ג'ספר, עמית ראשי ב-Genentech Inc. "זה יספק תובנה נוספת לגבי גורמים, כמו דיאטות, תרופות ומחלות, שעשויים לשנות את מסלול ההזדקנות ולפיכך להפוך אורגניזם ל"צעיר" או "מבוגר" מהגיל הכרונולוגי שלו."

"אנו מקווים שחוקרים יבחנו את האפשרויות שמציעה AFAC למגוון תחומים מדעיים, כולל גנטיקה, ביולוגיה תאים ופיזיולוגיה", אמר לי. הצוות פיתח פורטל נתונים ידידותי למשתמש ומספק גישה דרך פלטפורמת CELLxGENE של CZI. ניתן לגשת לכל המשאבים בכתובת https://hongjielilab.org/afca.



קישור לכתבת המקור – 2023-06-16 01:31:30

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר