آزمایش محققان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن بر روی کرم های C.elegans نشان داد که استفاده از انرژی نور برای جوان سازی غشاهای میتوکندری روند پیری را کند می کند.
به گزارش تک ناک، به عنوان بخشی از تحقیقات خود در مورد پیری، این تیم علاقه مند به یادگیری نحوه تعدیل مستقیم فعالیت میتوکندری است.
مراکز انرژی درون سلول های زنده میتوکندری نامیده می شوند. در میان نقش های اساسی متعددشان، آنها برای تنفس سلولی و تولید انرژی حیاتی هستند.
کرم های C.elegans گرد، که طول عمر متوسط آنها فقط دو تا سه هفته است، اغلب در مطالعات پیری مورد استفاده قرار می گیرند. این بدان معناست که معمولاً می توان نتایج مطالعه را به سرعت دریافت کرد. محققان به دنبال این بودند که بیشتر بدانند که چگونه پیری کرم‌های گرد تحت تأثیر اختلال عملکرد میتوکندری است و آیا ممکن است بخشی از این اختلاف عملکرد متوقف شود یا معکوس شود.
براندون جی. بری، نویسنده اصلی این مطالعه، یک محقق فوق دکتری در آزمایشگاه پروفسور مت کبرلین در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن است.
شهاف پلگ، عضو گروه اپی ژنتیک، متابولیسم و طول عمر در موسسه زیست شناسی حیوانات مزرعه در دامرستورف، آلمان، و اندرو پی. ویوتوویچ، محقق در مرکز پزشکی سالمندان دانشگاه روچستر در نیویورک، نویسندگان مرتبط این مطالعه هستند.
چرا غشای میتوکندری؟
یک غشای دوتایی هر میتوکندری را احاطه کرده است. لایه داخلی دارای چین هایی به سبک آکاردئون است. در مطالعات مدل‌سازی قبلی توسط سایر محققان نشان داده شده است که پتانسیل ولتاژ (توانایی انتقال ذرات باردار در سراسر غشای داخلی) با افزایش سن کاهش می یابد.
بسیاری از عملکردهای ضروری این اندامک های سلولی، مانند سنتز مولکول های انرژی، سیگنال دهی ایمنی و تنظیم ژنتیکی، توسط پتانسیل ولتاژ غشای میتوکندری هدایت می شوند.
کاهش پتانسیل غشای میتوکندری توضیحی جذاب برای اختلالات پیچیده پیری است. با این حال، مشخص نیست که کاهش پتانسیل ولتاژ میتوکندری علت یا پیامد پیری سلولی است یا خیر؟
برای دستیابی به دلیل اختلالات میتوکندی، محققان از اپتوژنتیک استفاده کردند، فناوری که از نور برای دستکاری دقیق فرآیند بیولوژیکی در داخل سلول استفاده می کند. با استفاده از یک پمپ پروتون فعال شده با نور، آنها توانستند به طور خاص پتانسیل غشای میتوکندری را در سلول های کرم های گرد بالغ افزایش دهند. این وسیله «میتوکندری-ON» نام گرفت.
معکوس کردن پیری
سه گونه مختلف از کرم‌های گرد مورد مطالعه توسط دانشمندان چندین شاخص پیری مرتبط با سن را تجربه کردند که با روش اپتوژنتیک این شاخص ها معکوس شد. علاوه بر این روش مذکور به طور تکرارپذیری طول عمر کرم‌های درمان‌شده را در مقایسه با کرم‌های درمان‌نشده افزایش داد.
محققان گزارش دادند: ما توانستیم نشان دهیم که استفاده از انرژی نور برای افزایش آزمایشی غشای میتوکندری در دوران بزرگسالی به تنهایی برای کاهش سرعت پیری کافی است.
به گفته محققان، این یافته ها نشان می دهد که در صورتی که کاهش پتانسیل غشای میتوکندی مربوط به افزایش سن معکوس شود ممکن است از ضعیف شدن فیزیولوژیکی کرم های گرد جلوگیری کند.
