Alimlər hüceyrələrdə "ölüm saatı" kəşf etdilər

Hüceyrələr həyatda qalmaq üçün xeyli iş görür və bu işlərin çoxu daxili təşkilatlarından asılıdır. Nüvənin içərisində yerləşən kiçik bir bölmə hüceyrə qocalması ilə bağlı diqqət mərkəzinə çevrilib: nukleol. Sıvı damcıya bənzəyən və membranı olmayan nukleol, nüvənin qalan hissəsindən onu ayıran aydın bir sərhədi qoruyur. Onun əsas vəzifəsi sadə və həyat üçün mərkəzidir: hüceyrənin zülal sintez edə bilməsi üçün ribosomlar qurmaq. Weill Cornell Medicine-də aparılan araşdırmalar hüceyrə qocalması biologiyasının əsasını təşkil edən bir sualı ortaya qoyub: nukleolun ölçüsü hüceyrə ömrünün sonunu proqnozlaşdıran, hətta ona töhfə verən bir zamanlayıcı kimi çıxış edirmi? Tədqiqat nukleol ölçüsünün genom stabilliyi, xüsusən də dəfələrlə təkrarlanan həssas bir DNT sahəsi ilə necə əlaqəli olduğuna fokuslanır.

Nukleolu anlamaq

Nukleol ribosom yığılmasının erkən mərhələləri üçün bir fabrik rolunu oynayır. Bir çox dərslikdə ona "emalatxana" deyilir, çünki o, ribosomlara çevriləcək RNT-ləri və zülalları bir araya gətirir. Bu bölmə düzgün bir sərhədi qoruyur, lazımi molekulları içəri buraxır və digərlərini kənarda saxlayır. Nukleolun içərisində ribosom DNT-si (rDNT) yerləşir. Tək nüsxəli genlərdən fərqli olaraq, rDNT təkrarlanan ardıcıllıqların uzun massivləri kimi təşkil olunub. Bu təşkiletmə hüceyrələrə qısa müddətdə böyük miqdarda ribosom RNT-si istehsal etməyə imkan verir. Təkrarlanan ardıcıllıqlar isə bir xərcə malikdir. Hüceyrə DNT-ni kopyaladıqda və ya təmir etdikdə, oxşar təkrarlar səhv hizalanaraq silinmələrə, ikiləşmələrə və ya yenidən düzəlişlərə səbəb ola bilər. Nukleoldakı bu səhvlər genomu sabitliyini itirməsinə gətirib çıxarır və genom stabilliyinin pozulması hüceyrə qocalmasının məlum xüsusiyyətidir. Weill Cornell Medicine-də patologiya və laboratoriya təbabəti üzrə professor doktor Cesika Tayler qeyd edir: “Qocalma bu xəstəliklər üçün ən yüksək risk faktorudur. Hər bir xəstəliyi ayrı-ayrı müalicə etmək əvəzinə, onların əsas molekulyar qüsurlarını önləyərək xəstəliklərin başlamasını gecikdirəcək bir müalicə və ya əlavə inkişaf etdirmək daha yaxşı yanaşma olardı”. Nukleol hüceyrə səviyyəsində qocalma ilə mübarizədə açar rolunu oynaya bilər.

Nukleol ölçüsü və hüceyrə qocalması

Tədqiqatçılar uzun müddətdir ki, nukleolun yaşlı hüceyrələrdə böyüməyə meylli olduğunu, daha kiçik nukleolların isə uzunömürlü hüceyrələrdə və ya müəyyən uzunömürlülük müdaxilələrinə məruz qalmış hüceyrələrdə göründüyünü müşahidə edirlər. Tək korrelyasiya səbəb və nəticəni müəyyənləşdirmir. Tədqiqatın məqsədi "bu şeylər birlikdə gedir" fikrindən "bu şey aktiv şəkildə bu nəticəyə sürükləyir" fikrinə keçməkdir. Sual ondan ibarətdir ki, nukleolun ölçüsü rDNT-nin qorunma və ya ifşa edilmə üsulunu dəyişərək hüceyrələri ömürlərinin sonuna doğru itələyirmi? Maya göbələyi hüceyrə qocalmasını sınaqdan keçirmək üçün aydın bir yol təqdim edir. Bu orqanizmdə "ana" hüceyrə məhdud sayda bölünür və sonra dayanır, beləliklə onun replikativ ömrünü müəyyənləşdirir. Bölünmələrin sayılması bir hüceyrənin nə qədər müddət məhsuldar qaldığını birbaşa göstərir. Bu sadə metrika, nukleol ölçüsünün dəyişdirilməsi kimi xüsusi bir dəyişikliyin ömrü artırıb-azaltmadığını sorğulayan eksperimentləri dəstəkləyir.

Laboratoriyada maya göbələyi

Doktor Tayler və postdoctoral tədqiqatçı doktor J. İqnacio Gutierrez, kağızın ilk müəllifi, nukleolu kiçik saxlamağın qocalmanı gecikdirə biləcəyini fərz etdilər. Bu fikri sınamaq üçün komanda maya göbələyini elə tənzimlədi ki, nukleol həmişəkindən daha kiçik qalsın. Onlar tək hüceyrələri zamanla izlədi və bölünmələri saydılar. Doktor Gutierrez dedi: "Sistemimizin üstünlüyü, nukleol ölçüsünü yaşlanma əleyhinə strategiyaların bütün digər təsirlərindən təcrid edə bilməyimiz idi." Daha kiçik nukleollu hüceyrələr dayanmadan əvvəl daha çox bölünmə dövrünü tamamladılar. Bu müdaxilə replikativ ömrü uzatdı və kompakt nukleolların qoruyucu təsirini göstərdi.

Böyük riskli olarsa

Qocalan hüceyrələr tez-tez böyümüş bir nukleol göstərsə də, buradakı təsir hamar bir "daha böyük bərabərdir daha pis" modeli deyildi. Sübutlar kritik bir həddə işarə edirdi. Bu nöqtədən aşağıda nukleol sərhədləri möhkəm olan seçici bir damcı kimi hərəkət edirdi. Bu həddən yuxarıda isə material xüsusiyyətləri dəyişirdi. Sərhəd sıx nəzarəti itirir, nəyin içəri-çölə keçə biləcəyini dəyişirdi. Bu həddə çatdıqdan sonra hüceyrələr ortalama cəmi beş bölünmə dövrü qədər yaşaya bildilər. Seçicilik əhəmiyyətlidir, çünki o, hansı zülalların rDNT ilə təmasda ola biləcəyini nəzarət edir. Sağlam bir nüvədə yalnız müəyyən bir molekulyar dəst bu təkrarlanan DNT-yə giriş əldə edir. Nukleol həddən artıq böyüdükdən sonra, adətən başqa yerlərdə fəaliyyət göstərən zülallar içəri süzüldü. Sərhəd daha keçirici oldu və rDNT öz seçici qorumasını itirdi.

Nukleolu hədəf alaraq qocalmaya qarşı mübarizə

Sadə bir izahat, daha kiçik nukleolların daha az ribosom istehsal etdiyini, böyüməni yavaşlatdığını və təsadüfən ömrü uzatdığını iddia edərdi. Lakin məlumatlar əksini göstərir. Ömür uzunluğunun artması ümumi ribosom çıxışı və ya rDNT-nin ümumi susdurulması ilə əlaqəli deyildi. Hüceyrə səviyyəsində əlavə ömür uzunluğu ilə uyğun gələn ölçü rDNT stabilliyi idi. Daha kiçik nukleollara malik hüceyrələr rDNT massivi boyunca daha az zərərli yenidən düzəlişlər göstərdi. Kompakt bir nukleol rDNT-ni qoruyaraq genomun daha uzun müddət mütəşəkkil qalmasını təmin edir. Əgər o, müəyyən bir həddən artıq böyüyərsə, qoruma zəifləyir və hüceyrə ölür. Doktor Gutierrez dedi: “Bunun xətti bir ölçü artımı olmadığını gördükdə, həqiqətən əhəmiyyətli bir şeyin baş verdiyini bildik.” Həddi keçmək, hüceyrənin ömrünün son anlarını sayan bir ölüm zamanlayıcısı kimi xidmət edir. Növbəti mərhələdə tədqiqatçılar insan kök hüceyrələrindən istifadə edərək DNT təmiri markerləri ilə birlikdə nukleol ölçüsünü izləyərək bunu araşdıra bilərlər. Əgər bu model davam edərsə, nukleol ölçüsünə nəzarət qocalmaya və insan hüceyrələrinin nə qədər funksional qalmasına təsir edən amillərin qısa siyahısına qoşula bilər. Tədqiqatın tam mətni "Nature Aging" jurnalında dərc olunub.

24 saat