إنها ليست مجرد جينات: كيف يمر الآباء طول العمر

في عالم الأبحاث العلمية، يكشف بحث جديد عن كيفية تأثير العوامل البيئية على طول عمر الكائنات الحية، وكيف يمكن للآباء تمرير هذه الخصائص إلى ذريتهم.

إنها ليست مجرد جينات – كيف يمكن للآباء أن يمروا طول العمر بطريقة أخرى

• بحث جديد في الدودة الدائرية C. elegans يوضح كيف يتم نقل التغييرات في الليزوزومات الوالدية التي تعزز طول العمر إلى ذريته.
• يصف العمل رابطًا جديدًا بين الليزوزومات – العضيات الخلوية ذات يوم يعتقد أنها مركز إعادة تدوير الخلية – و epigenome – مجموعة من العلامات الكيميائية التي تعدل التعبير الجيني. تفصل الدراسة أيضًا عن طريقة جديدة يتم نقل المعلومات اللاجينية من الخلايا في الجسم إلى الخلايا الإنجابية ، مما يسمح بالوراثة تغييرات دون التأثير على الكود الوراثي.
• توضح هذه الأفكار كيف يمكن منح التعديلات اللاجينية التي تساعد الكائنات الحية على التغلب على الإجهاد البيئي من الآباء إلى ذريتهم.

في مختبر وانغ ، ليس من غير المعتاد أن تعيش الديدان لفترة طويلة.

HHMI Janelia Research Campus Leadus Meng Wang ودراسة فريقها طول العمر. لقد أظهروا أنه عن طريق التعبير عن إنزيم في الليزوزومات من الدودة الدائرية C. elegans، يمكنهم تمديد حياة الدودة بنسبة تصل إلى 60 في المائة.

ولكن من المثير للدهشة أن الفريق وجد أن ذرية الديدان دون هذا التعديل الوراثي لا تزال تعيش أطول من المعتاد. عندما عبروا ديدانهم الطويلة الأجل مع ديدان “من النوع البري” لم تكن مبالغة في التعبير عن الإنزيم-إجراء مختبر روتيني يستخدم لمسح أي تلاعب وراثي-رأوا أن النسل عاش أيضًا لفترة أطول من الديدان العادية. بطريقة ما ، تم نقل علامات طول العمر من جيل إلى جيل ، حتى أربعة أجيال.

في بحث جديد ، تكشف وانغ وفريقها عن كيفية نقل التغيرات في الليزوزومات في الدودة التي تعزز طول العمر من الخلايا في جسمها إلى خلاياها الإنجابية من خلال هيستون – البروتينات التي تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم الحمض النووي وتنظيمها. في الخلايا الإنجابية ، تسبب رسل هيستون في تعديلات في epigenome في الدودة – وهي مجموعة من العلامات الكيميائية التي تنظم التعبير الجيني – مما يتيح أن يتم نقل التغيرات الليزوزومية من جيل إلى جيل دون تغيير الحمض النووي الأساسي.

النتائج لها تداعيات تتجاوز طول العمر. يمكن أن تساعد التعديلات اللاجينية الكائنات الحية على التعامل مع العديد من أنواع الضغوطات البيئية – بدءًا من التغيرات في النظام الغذائي إلى التعرض للملوثات للإجهاد النفسي – ويوضح العمل الجديد كيف يمكن منح هذه المزايا من الآباء إلى نسلهم.

يقول وانغ: “أنت تعتقد دائمًا أن ميراثك موجود في النواة ، داخل الخلية ، لكننا نوضح الآن أن هيستون يمكن أن ينتقل من مكان إلى مكان آخر ، وإذا كان هذا هيستون يحمل أي تعديل ، فهذا يعني أنك ستنقل المعلومات اللاجينية من خلية إلى أخرى”. “إنه يوفر حقًا آلية لفهم التأثير عبر الأجيال.”

الكشف عن الميراث

وجد الباحثون أن نوعًا واحدًا من تعديل هيستون-وهو نوع من التغيير اللاجيني-كان مرتفعًا في الديدان طويلة الأجل مقارنةً بتلك ذات العمر العادي. أرادوا أن يروا كيف يتعلق هذا التعديل بالتغيرات الليزوزومية التي تعزز طول العمر.

باستخدام مزيج من الأدوات الوراثية ، وعلم النصوص ، والتصوير ، وجدوا أن التغييرات في التمثيل الغذائي الليزوزوميات التي تؤثر على طول عمر الديدان تنشط سلسلة من العمليات داخل الخلية. تؤدي هذه الإجراءات إلى زيادة في متغير هيستون معين ، يتم نقله من أنسجة الدودة الجسدية أو الجسم إلى خط الجراثيم أو الخلايا الإنجابية من خلال البروتينات التي توفر العناصر الغذائية إلى البيض النامي. في خط الجرثومة ، يتم تعديل هيستون ، مما يسمح للمعلومات من الليزوزوم بالدخول إلى الخط الجرثومي وتمريره من الوالد إلى الطفل.

يُظهر الباحثون أن هذا المسار يتم تنشيطه أثناء الصيام ، والذي يسبب تغييرًا في التمثيل الغذائي الليزوزومي – يوفر رابطًا من الظاهرة الفسيولوجية للتغيرات في الجراثيم.

يضيف العمل الجديد إلى مجموعة متزايدة من الأدلة على أن الليزوزومات ، التي يُعتقد ذات مرة أنها تعمل فقط كمراكز لإعادة التدوير في الخلية ، تعمل أيضًا كمحور إشارات للتحكم في عمليات مختلفة في الخلية ويظهر الآن أنها تؤثر على الأجيال.

يكشف البحث الجديد أيضًا عن آلية جديدة لنقل المعلومات من الخلايا الجسدية إلى الخلايا الجرثومية من خلال هيستون ، والتي يمكن أن تساعد في توضيح كيفية تمرير أنواع أخرى من المعلومات الموروثة من الوالد إلى النسل.

من خلال توفير آلية لفهم كيفية تمرير التغييرات البيئية في الخلايا الجسدية عبر خط الجرثومة ، يمكن أن يساعد العمل الجديد الباحثين على فهم التأثيرات المتطورة التي تم ملاحظتها مسبقًا ، مثل سوء التغذية الوالد الذي يؤثر على نسله.

يقول وانغ: “نظهر الآن أن SOMA و Germline يمكن توصيلها بواسطة Histone ويمكن أن تحمل معلومات وراثية لا تنسى للأجيال”.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

هذه الاكتشافات قد تفتح آفاق جديدة لفهم كيفية تأثير الحياة اليومية على الأجيال القادمة، مما يعزز أهمية العناية بالصحة والبيئة.