Investigadores de la Universidad de Princeton han identificado genes importantes para las disminuciones cognitivas relacionadas con la edad en la memoria en neuronas de gusanos adultos, que no se habían estudiado previamente. La investigación, publicada en la revista Naturaleza , eventualmente podría señalar el camino hacia las terapias para extender la vida y mejorar la salud en poblaciones humanas que envejecen.
"Los genes recientemente descubiertos regulan la memoria mejorada a corto plazo, así como la capacidad de reparar las neuronas dañadas, dos factores que juegan un papel importante en el envejecimiento saludable", dijo Coleen Murphy, profesora de Biología Molecular y el Instituto Lewis-Siglerpara Integrative Genomics, director del Centro Glenn para la Investigación del Envejecimiento en Princeton, y autor principal del estudio: "Identificar los factores individuales involucrados en la salud de las neuronas en el gusano es el primer paso para comprender el deterioro neuronal humano con la edad".
El pequeño gusano redondo que habita en el suelo Caenorhabditis elegans contiene genes que determinan la tasa de envejecimiento y la salud general durante el envejecimiento. Las mutaciones en una de estas vías genéticas, la vía de señalización de insulina / IGF-1 IIS, pueden duplicar la vida útil de los gusanos. Se han encontrado mutaciones similares en humanoshumanos de larga vida.
Pero estudiar la mutación IIS en neuronas de gusanos adultos fue difícil porque los adultos tienen una cubierta gruesa y duradera que protege las neuronas.
Utilizando una nueva técnica que desarrollaron para romper la cubierta externa resistente, los investigadores de Princeton lograron aislar las neuronas adultas, lo que permitió la detección del nuevo conjunto de genes regulados por la vía de señalización de insulina / IGF-1.
"Nuestra técnica nos permitió estudiar la expresión génica en neuronas adultas, que son las células que gobiernan aspectos cognitivos como la memoria y la regeneración nerviosa", dijo Murphy, cuya investigación sobre el envejecimiento está financiada en parte por los Institutos Nacionales de Salud."Antes de este trabajo, los investigadores solo podían examinar la regulación de genes mediante el uso de gusanos adultos o tejidos individuales de gusanos jóvenes".
El trabajo permitió a los coautores Rachel Kaletsky y Vanisha Lakhina explorar por qué los mutantes IIS de larga vida mantienen la memoria y las habilidades de regeneración de neuronas con la edad. Hasta ahora, los objetivos conocidos de la vía de la longevidad de la insulina se encontraban principalmente en el intestino ypiel del gusano en lugar de las neuronas. Kaletsky es investigador postdoctoral y Lakhina es investigadora asociada postdoctoral en el Instituto Lewis-Sigler.
Kaletsky descubrió la nueva forma de aislar las neuronas de los gusanos adultos, y con Lakhina, procedió a perfilar la actividad genética en adultos C. elegans neuronas por primera vez. Descubrieron que los gusanos mutantes IIS expresan genes que mantienen las neuronas funcionando por más tiempo, y que estos genes son completamente diferentes de los objetivos de longevidad previamente conocidos. También descubrieron un nuevo factor responsable de las células nerviosas axon en gusanos adultos, lo que podría tener implicaciones para la lesión cerebral traumática humana.
"Kaletsky y Lakhina desarrollaron una nueva técnica que será utilizada por toda la comunidad de gusanos, por lo que realmente abre nuevas vías de investigación incluso más allá de los descubrimientos que describimos en el documento", dijo Murphy.
Uno de los genes recientemente identificados, fkh-9, regula tanto la memoria mejorada como la regeneración neuronal en mutantes IIS. Estudios anteriores han detectado solo otro gen que regula la regeneración neuronal en los mutantes, lo que demuestra el poder de la técnica para identificar nuevos genesLos investigadores también encontraron que la expresión del gen fkh-9 es necesaria para una larga vida útil en muchos mutantes IIS, pero no desempeñó ese papel en las neuronas, lo que sugiere que el gen gobierna múltiples resultados en el gusano.
El laboratorio de Murphy ahora está trabajando para comprender cómo funciona fkh-9 para influir en la memoria, la regeneración del axón y la vida útil. El gen codifica una proteína, FKH-9, que actúa como un factor de transcripción, lo que significa que controla la expresión de otros genesy es probable que sea parte de una red reguladora más grande. FKH-9 también parece regular diferentes procesos en diferentes tejidos: se requiere en las neuronas para la reparación de la memoria y el axón, pero no para la vida útil. El grupo de Murphy está trabajando para descubrir cómo FKH-9actúa en distintos tejidos para regular procesos tan diferentes.
El estudio proporciona una imagen más completa de cómo los mutantes IIS controlan la expresión génica en diferentes tejidos para promover un envejecimiento saludable, dijo Murphy.
"es probable que fkh-9 sea solo uno de los excitantes genes que surgirán del uso de esta técnica", dijo Murphy. "Al identificar el conjunto de genes neuronales regulados por IIS, hay muchos candidatos para el seguimiento, solo una fracciónde los cuales se han caracterizado con gran detalle ", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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