시계 유전자는 나이에 따라 변한다 26.02.2017

살아있는 유기체의 많은 부분이 일주기 리듬에 달려 있습니다. 이것은 수면과 각성의 교대뿐만 아니라 기억 형성의 특징, 신경 회로의 재구성, 면역, 신진 대사 등입니다. 수면과 면역, 그리고 모든 것, 모든 것 , 모든 것은 엄청난 수의 유전자에 의해 제어되며, 리드미컬한 변화는 하루 중 다른 시간에 많은 유전자가 다르게 작동하기 때문에 활동이 증가하거나 감소합니다.

그러나 리듬에 일부 오작동이 나타나거나 예를 들어 유전자가 잘못된 시간에 활성화되기 시작하거나 리듬 활동이 완전히 사라지면 신체에 심각한 문제가 생기기 시작합니다. 예를 들어, 손상된 "시계"로 인해 신경 퇴행성 과정이 발생하고 세포 내 스트레스가 증가하고 신진 대사 문제가 시작되는 것으로 알려져 있습니다. 그런데 나이가 들면서 같은 일이 일어나기 때문에 일반적으로 일주기 리듬 조절의 붕괴로 인해 노화 관련 질병이 발생한다고 믿어졌습니다.

생체 시계는 삶의 과정에서 변화하지만 여기에서 요점은 분명히 리듬의 "똑바로" 일반적인 감쇠에 있을 뿐만 아니라 그다지 많지 않습니다. 오리건 대학의 연구원들은 초파리의 시계가 나이에 따라 어떻게 변하는지 비교하기로 결정했습니다.

유전자의 활성은 이 유전자에서 합성되는 전령 RNA(mRNA)의 양에 의해 결정될 수 있는 것으로 알려져 있다. 메신저 RNA는 대략적으로 말하면 DNA와 단백질을 조립하는 분자 기계 사이의 중개자 역할을 합니다. 일반적으로 몇 가지 세부 사항을 무시하면 mRNA가 많이 합성될수록 더 많은 단백질이 얻어지고 세포가 유전자의 작용을 더 강하게 느낀다고 말할 수 있습니다. RNA 합성은 차례로 다양한 조절자의 영향을 받으며 그 중 일주기 리듬의 메커니즘이 있습니다. 그리고 하루 동안 특정 유전자의 전령 RNA 수준이 어떻게 변화하는지 분석하면 유전자가 일상 리듬에 의존하는지 여부를 알 수 있습니다.

과학자들은 초파리가 45일령과 XNUMX일령일 때 서로 다른 유전자에서 합성된 RNA를 비교했습니다. (초파리의 하루는 인간의 XNUMX년에 해당하므로 이 실험 파리들 사이의 나이 차이가 얼마나 되었을지 상상할 수 있습니다.) 그리고 다른 사람들은 하루 일정을 따르는 유전자를 가지고 있었지만 나이가 들면서 많은 유전자가 활동의 일일 변화는 사라졌고 나이든 파리에서는 XNUMX%만이 "리듬적으로 활동적"으로 남아 있었습니다. 생물학적 시계의 노화와 관련된 셧다운이 있는 것처럼 보일 것입니다. 그러나 저자들이 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 쓴 것처럼, 오래된 파리에서는 이전에 내부 시계의 지시에 반응하지 않았던 다른 유전자가 갑자기 리듬을 갖게 되었습니다.

"후기 리듬" 유전자의 대부분은 항스트레스였습니다. 그들은 늙은 초파리뿐만 아니라 어린 초파리에서도 작용했습니다. 이를 위해 곤충은 산소 함량이 높은 환경에 배치하여 산화 스트레스를 조정해야 했습니다. 흥미롭게도 항스트레스 유전자는 어린 파리에서 켜졌을 때 일주기 리듬으로 작동하기 시작했습니다. 즉, 늙은 파리에서 작동하는 것과 같은 방식입니다. 그리고 Drosophila에서 주요 "시계 제작자"로 간주되고 다른 유전자의 리드미컬한 활동이 의존하는 시계 유전자가 꺼지면 어린 곤충에서 항스트레스 유전자가 일일 주기에 따라 작동을 멈췄습니다.

얻은 결과로부터 몇 가지 중요한 결론이 나옵니다. 첫째, 우리가 이미 말했듯이 생물학적 시계는 단순히 나이가 들면서 고장난다고 주장할 수 없습니다. 일부 유전자는 결국 일일 리듬에서 "활성"을 멈춘다는 사실은 다른 유전자가 생물학적 시계에서 그 자리를 차지한다는 것을 의미합니다. 둘째, 일부 항스트레스 유전자는 소유자의 연령에 관계없이 리드미컬한 방식으로 작동한다는 것이 밝혀졌습니다. 젊었을 때 신체는 추가 노력없이 동일한 산화 스트레스에 대처할 수 있으며 극단적 인 경우에만 해당 유전자를 켜야하지만 이런 일이 발생하면 "시계에 따라"다시 작동합니다.