Yaşlanma düzenlenmemiş bir süreç gibi görünebilir: Zaman ilerledikçe hücrelerimiz ve bedenlerimiz kaçınılmaz olarak işlev bozukluklarına, başarısızlıklara ve sonuçta ölüme neden olan darbeler ve çöküntüler biriktirir. Ancak 1993 yılında bir keşif, olayların bu şekilde yorumlanmasını alt üst etti. Araştırmacılar tek bir gende solucanın ömrünü iki katına çıkaran bir mutasyon buldular; Daha sonraki çalışmalar, tümü insüline verilen yanıtta yer alan ilgili genlerin, solucanlardan sineklere kadar birçok hayvanda yaşlanmanın temel düzenleyicileri olduğunu gösterdi. Bu keşif, yaşlanmanın rastgele bir süreç olmadığını, aslında belirli genlerin bunu düzenlediğini ortaya koydu ve yaşlanmanın moleküler düzeyde nasıl ilerlediği konusunda daha fazla araştırmaya kapı açtı.

Son zamanlarda, bir dizi makale yaşlanmayı düzenleyen, hücrenin güç merkezi olarak bilinen mitokondri organelleri arasında geçen sinyallere dayanan yeni bir biyokimyasal yolu belgeledi. Solucanlar üzerinde çalışan araştırmacılar, beyin hücrelerindeki mitokondri hasarının, daha sonra güçlendirilen bir onarım tepkisini tetiklediğini ve solucanın vücudundaki mitokondride benzer reaksiyonları tetiklediğini buldu. Bu onarım faaliyetinin etkisi organizmanın ömrünü uzatmaktı: Mitokondriyal hasarı onarılan solucanlar %50 daha uzun yaşadı.

Dahası, germ hattındaki hücreler (yumurta ve sperm üreten hücreler) bu yaşlanma karşıtı iletişim sisteminin merkezinde yer alıyordu. Bu, insanların yaşlanma ve "biyolojik saatleri" hakkında konuştuğunda ima edilen doğurganlık kaygılarına yeni boyutlar ekleyen bir bulgudur. Bulgulardan bazıları şunlardı: bildirildi Bilim Gelişmeler ve diğerleri şuraya gönderildi: bilimsel ön baskı sunucusu biorxiv.org sonbaharda.

Araştırma, şunu öneren yeni bir çalışma bütününe dayanıyor: mitokondri sosyal organeldir farklı dokularda olsalar bile birbirleriyle konuşabilen canlılardır. Aslında mitokondri, hücresel telsiz işlevi görür ve vücudun her yerine, tüm organizmanın hayatta kalmasını ve ömrünü etkileyen mesajlar gönderir.

"Burada önemli olan genetik programların yanı sıra yaşlanmayı düzenleyen çok önemli bir faktörün de var olması, yani dokular arası iletişimdir" diye konuştu. David VilchezKöln Üniversitesi'nde yaşlanma üzerine çalışan ve yeni araştırmaya dahil olmayan.

Hücre biyoloğu Andrew Dillin yaşam süresini düzenleyen bu yeni yolun ilk ipuçlarını yaklaşık on yıl önce keşfetti. Yaşamı uzatan genleri arıyordu Caenorhabditis elegans mitokondriye genetik olarak zarar verilmesinin solucanların ömrünü %50 oranında uzattığını keşfetti.

Bu beklenmedikti. Dillin, kusurlu mitokondrinin yaşamı uzatmak yerine ölümü hızlandıracağını varsaymıştı; sonuçta mitokondri hücre işleyişinin merkezinde yer alıyor. Ancak bir nedenden dolayı mitokondrinin düzgün işleyişini engellemek solucanları daha uzun yaşamaya zorladı.

Daha ilgi çekici olan ise şuydu: hasarlı mitokondri Solucanların sinir sistemi bu etkiyi tetikliyor gibi görünüyordu. Şu anda Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nde profesör olan Dillin, "Gerçekten bazı mitokondrilerin diğerlerinden daha önemli olduğunu söylüyor" dedi. "Nöronlar bunu organizmanın geri kalanına dikte ediyor ve bu gerçekten şaşırtıcıydı."

Şimdi Dillin ve ekibi, beyindeki mitokondrinin solucanın vücudundaki hücrelerle nasıl iletişim kurarak yaşamı uzattığıyla ilgili yeni ayrıntılar keşfederek bu bulguyu genişletti.

Öncelikle beyindeki mitokondri hasarının organizma üzerinde neden faydalı bir etki yaratabileceğini anlaması gerekiyordu. Mitokondrinin enerji üretme süreci, düzinelerce farklı protein parçasından oluşan son derece karmaşık moleküler mekanizmalar gerektirir. İşler ters gittiğinde, örneğin bazı bileşenlerin eksik olması veya yanlış katlanması durumunda, mitokondri, komplekslerin düzgün bir şekilde bir araya gelmesine ve mitokondriyal fonksiyonun yeniden sağlanmasına yardımcı olmak için onarım enzimleri sağlayan, katlanmamış protein tepkisi olarak bilinen bir stres tepkisini etkinleştirir. Bu şekilde, katlanmamış protein tepkisi hücreleri sağlıklı tutar.

Dillin, bu sürecin yalnızca mitokondrisi zarar görmüş nöronların içinde ortaya çıkmasını bekliyordu. Ancak solucanın vücudunun diğer dokularındaki hücrelerin de, mitokondrileri sağlam olmasına rağmen onarım tepkilerini başlattığını gözlemledi.

Solucanların daha uzun yaşamasına yardımcı olan da bu onarım faaliyetidir. Düzenli olarak arabayı tamirciye götürmek gibi, ortaya çıkan protein tepkisi hücreleri iyi çalışır durumda tutuyor ve yaşlanma karşıtı detaylandırma işlevi görüyor gibi görünüyordu. Gizemli kalan şey, bu katlanmamış protein tepkisinin organizmanın geri kalanına nasıl iletildiğiydi.

Biraz araştırmadan sonra Dillin'in ekibi, stresli nöronlardaki mitokondrinin, Wnt adı verilen bir sinyali sinir hücrelerinin ötesinde vücuttaki diğer hücrelere taşımak için vezikülleri (maddeleri hücre içinde veya hücreler arasında hareket ettiren kabarcık benzeri kaplar) kullandığını keşfetti. Biyologlar, Wnt'nin erken embriyonik gelişim sırasında vücut yapısının oluşturulmasında rol oynadığını ve bu sırada aynı zamanda katlanmamış protein tepkisi gibi onarım süreçlerini de tetiklediğini zaten biliyorlardı. Yine de, bir yetişkinde açıldığında Wnt sinyali embriyonik programın etkinleştirilmesini nasıl engelleyebilir?

Dillin, Wnt'nin etkileşime girdiği başka bir sinyalin olması gerektiğinden şüpheleniyordu. Daha fazla çalışmanın ardından araştırmacılar, germ hattının mitokondrisinde (başka hiçbir mitokondride değil) ifade edilen bir genin, Wnt'nin gelişim süreçlerini kesintiye uğratabildiğini keşfettiler. Bu sonuç ona şunu önerdi: Germline hücreleri kritik roller oynar Wnt sinyalinin sinir sistemi ile vücudun geri kalanındaki dokular arasında iletilmesinde.

Dillin, "Germ hattı bunun için kesinlikle gereklidir" dedi. Ancak germ hattı mitokondrilerinin amplifikatör görevi görerek beynin mitokondrisinden sinyali alıp diğer dokulara iletip iletmediği veya alıcı dokuların her iki kaynaktan gelen sinyalleri "dinleyip dinlemediği" açık değildir.

Dillin, her iki durumda da germ hattı sinyalinin gücünün organizmanın ömrünü düzenlediğini söyledi. Solucan yaşlandıkça yumurtalarının veya spermlerinin kalitesi düşer; biz buna biyolojik saatin tik takları diyoruz. Düşüşün aynı zamanda germ hücrelerinin beynin mitokondrisinden gelen sinyalleri iletme yeteneğinin değişmesine de yansıdığını öne sürdü. Solucan yaşlandıkça, germ hattı onarım sinyalini daha az etkili bir şekilde iletir ve dolayısıyla vücudu da zayıflar.

Bilim insanları bu bulguların insanlar için geçerli olup olmadığını ve nasıl yaşlandığımızı henüz bilmiyor. Dillin, yine de hipotezin daha geniş bir evrimsel bakış açısından anlamlı olduğunu söyledi. Germ hücreleri sağlıklı olduğu sürece, konakçı organizmanın üremek için hayatta kalmasını sağlamak için hayatta kalma yanlısı sinyaller gönderirler. Ancak üreme hücrelerinin kalitesi düştükçe yaşam süresini daha da uzatmanın evrimsel bir nedeni yoktur; Evrim açısından bakıldığında yaşam kendini yeniden üretmek için vardır.

Mitokondrinin kendi aralarında konuşabilmesi gerçeği biraz endişe verici görünebilir ancak bunun bir açıklaması var. Uzun zaman önce mitokondri, modern karmaşık hücrelerimiz haline gelen şeyde birlikte çalışmak üzere başka bir tür ilkel hücreyle güçlerini birleştiren serbest yaşayan bakterilerdi. Dolayısıyla iletişim kurma yetenekleri muhtemelen mitokondrinin serbest yaşayan bakteriyel atasından kalma bir kalıntıdır.

Dillin, "Milyarlarca yıldır hücrelerin içinde hareket eden bu küçük şey hâlâ bakteriyel kökenlerini koruyor" dedi. Ve eğer solucanlar üzerindeki araştırması insanlar gibi daha karmaşık organizmalarda da geçerliyse, mitokondriniz şu anda yaşınızdan bahsediyor olabilir.