Los humanos y otros animales portan secuencias de ADN deshonestas en sus genomas llamadas elementos transponibles TE. Para evitar transmitir las TE a su descendencia, emplean la vía de piRNA en sus órganos reproductivos para bloquear la actividad de los elementos en sus espermatozoides y óvulos.Con un nuevo estudio en moscas, los biólogos de la Universidad de Brown son los primeros en mostrar que la actividad anti-TE de la vía piRNA también opera en un tejido corporal normal no reproductivo, el cuerpo gordo de mosca, y que ayuda a mantener la vida.del animal.
"Se requiere para la salud y la longevidad normales", dijo el Dr. Stephen Helfand, autor principal del estudio en Comunicaciones de la naturaleza y profesor de biología en la Universidad de Brown.
La mayoría de los informes anteriores de piRNA en el trabajo fuera de los órganos reproductivos estaban en cáncer o células madre, con un estudio que sugiere que también puede estar presente en un subconjunto de neuronas de moscas adultas, pero nadie había medido sus consecuencias en la salud y el envejecimiento normales.
En experimentos dirigidos por el estudiante graduado de Brown, Brian Jones, el equipo de investigación rastreó varios componentes de la vía, como la presencia de piRNA y la expresión de genes asociados "piwi" y "flamenco", en el tejido graso de las moscas.El cuerpo gordo es similar a los tejidos adiposos y hepáticos de los mamíferos y también contribuye al sistema inmunitario de las moscas.
efectos significativos para la salud
Una vez que los investigadores confirmaron que la vía del piRNA estaba activa en un tejido corporal maduro normal, realizaron varios experimentos para ver qué sucedía en las moscas cuando eliminaron componentes de la vía. Por ejemplo, con el gen piwi desaparecido, las moscastenían significativamente menos piRNA que las moscas que tenían una copia.
Para ver si una vía comprometida condujo a una transcripción no controlada de TE, los investigadores utilizaron un método que hace que las células brillen en verde cuando determinadas TE se mueven dentro del genoma. Las moscas sin piwi se iluminaron brillantemente.
Según otras medidas, los investigadores encontraron que las moscas que carecen de piwi experimentaron un mayor daño en el ADN en comparación con las moscas con un gen piwi que funciona, y las moscas que carecen de piwi o flamenco tenían menos grasa que los controles. Las moscas sin piwi sucumbieron al hambre más rápidamente,y las moscas con cualquiera de los genes eliminados vivieron vidas considerablemente más cortas que las moscas con una copia funcional de ambos genes.
Específicamente, aproximadamente cuatro de cada cinco moscas con un gen de piwi en funcionamiento todavía estaban vivas a los 60 días de edad, pero prácticamente todas las moscas que carecían de piwi estaban muertas mucho antes. Entre las moscas con un gen flamenco intacto, aproximadamente la mitad todavíavivo a los 60 días, mientras que aquellos que carecían de flamenco habían muerto.
En un experimento más, el equipo probó si un medicamento humano para el VIH llamado 3TC o lamivudina, que bloquea el paso necesario para hacer más ADN de elemento transponible, podría rescatar moscas sin flamenco. Lo hizo en gran medida, permitiendo que muchas moscas carentes de flamencovivir más de 60 días.
En futuros experimentos, el laboratorio Helfand planea probar otros métodos para prolongar la vida útil de la mosca, por ejemplo, sobreexpresando componentes de la ruta del piRNA.
La biología del envejecimiento
El descubrimiento de que la vía de piRNA funciona en un tejido corporal completamente reproductivo, sano y no reproductivo y protege la salud y la vida útil es un hallazgo importante, dijo Helfand, pero aún no está claro hasta qué punto el descubrimiento puede llevar la biología del envejecimiento.
"Solo estamos identificando que está en este tejido específico, y estamos dejando espacio para la posibilidad de que pueda estar en otros tejidos del cuerpo que no son gonadales y este también puede ser el caso para otros animales también", Dijo Jones." Es posible que esta vía tenga papeles en otros tejidos somáticos ".
Tampoco está claro si la vía del piRNA tiene efectos similares en la salud de los mamíferos y, en particular, de los humanos.
Pero en los últimos años, Helfand y sus colegas de Brown han publicado varios artículos que utilizan una variedad de modelos, incluidas las células humanas, que en conjunto asocian fuertemente el envejecimiento, el aumento de la actividad de TE, la mala salud y la disminución de la longevidad. Los hallazgos los han llevado a plantear un "teoría del transposón del envejecimiento "
Ahora con una subvención federal de $ 9.6 millones otorgada a principios de este año, el colega cercano de Helfand, John Sedivy, profesor de biología, está liderando un esfuerzo de tres años en varias instituciones para probar la teoría y determinar si las intervenciones son posibles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :