Što se događa s genima nakon smrti

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 03:58

Neke stanice ostaju aktivne danima ili čak tjednima nakon što je tijelo umrlo.

Kako se proučavalo ovo pitanje

Prije nego što postanemo sami, prije nego što imamo mozak, naše stanice već aktivno rade: dijele se, diferenciraju, tvore "cigle", koje će se zatim sklopiti u cijeli organizam. No, pokazalo se da oni ne samo da anticipiraju sami sebe, nego nas i nadžive.

Sve je počelo proučavanjem tanatotranskriptoma: gena koji se aktivno izražavaju nakon smrti organizma od strane genetičara Aleksandra Požitkova. 2009. godine se obvezao proučavati RNA zebrica nakon njihove smrti. Embriji ovih tropskih riba prozirni su i idealni za promatranje, zbog čega se čuvaju u mnogim laboratorijima. Pozhitkov je ribu stavio u ledenu vodu, što je dovelo do njihove smrti, a zatim ih vratio u akvarij s uobičajenom temperaturom vode - 27,7 ℃.

Tijekom sljedeća četiri dana izvadio je nekoliko riba iz akvarija, zamrznuo ih u tekućem dušiku i proučavao njihovu RNA (mRNA). Ove filamentozne molekule sudjeluju u sintezi proteina. Svaki lanac mRNA je kopija dijela DNK. Zatim je Pozhitkov također istraživao mRNA miševa.

Zajedno s biokemičarem Peterom Nobleom analizirao je aktivnost mRNA nakon smrti i otkrio iznenađujuću činjenicu. I kod riba i kod miševa, sinteza proteina je opala, kao što se očekivalo. No, sudeći po količini mRNA, proces transkripcije (prijenos genetskih informacija s DNK na RNA) pojačan je u oko jedan posto gena.

Neki geni su nastavili raditi i četiri dana nakon smrti organizma.

Drugi znanstvenici ispitali su uzorke ljudskog tkiva i otkrili stotine gena koji ostaju aktivni nakon smrti. Na primjer, nakon četiri sata povećala se ekspresija (tj. pretvorba nasljedne informacije u RNA ili protein) gena EGR3, koji potiče rast. Aktivnost drugih gena je fluktuirajuća, uključujući CXCL2. On kodira protein koji signalizira bijelim krvnim stanicama da putuju do mjesta upale tijekom infekcije.

To nije samo rezultat različitih transkripcija gena koje se dovršavaju različitim brzinama, kaže voditelj studije Pedro Ferreira. Neka vrsta procesa aktivno regulira posthumnu ekspresiju gena.

Nakon smrti organizma, prve umiru najvažnije, energetski najintenzivnije stanice - neuroni. Ali periferne stanice nastavljaju raditi svoj posao danima ili čak tjednima, ovisno o temperaturi i stupnju razgradnje tijela. Istraživači su uspjeli oporaviti stanice nalik fibroblastima iz ohlađene kozje kože do 41 dan uginuća životinje kako bi izvukli žive stanične kulture iz kozjih ušiju 41 dan nakon uginuća životinje. Bili su u vezivnom tkivu. Ove stanice ne zahtijevaju puno energije, a preživjele su 41 dan u običnom hladnjaku.

Na staničnoj razini, smrt organizma nije važna.

Još nije poznato što točno uzrokuje posthumnu ekspresiju gena. Doista, nakon smrti, kisik i hranjive tvari prestaju ulaziti u stanice. Nova studija Noblea i Pozhitkova, Različiti obrasci sekvence u aktivnom postmortem transkriptomu, mogla bi rasvijetliti ovo pitanje.

Koristeći izvorne podatke o ribama i miševima, Noble je otkrio da se mRNA koja je bila aktivna nakon smrti razlikuje od ostalih mRNA u stanicama. Oko 99% RNA transkripata u stanicama se brzo uništava nakon smrti organizma. Preostalih 1% sadrži određene nukleotidne sekvence koje se vežu na molekule koje reguliraju mRNA nakon transkripcije. To je vjerojatno ono što podupire posthumnu aktivnost gena.

Znanstvenici vjeruju da je ovaj mehanizam dio staničnog odgovora kada se tijelo može oporaviti od ozbiljne ozljede. Moguće je da stanice u samrtnim mukama pokušavaju "otvoriti sve ventile" kako bi se određeni geni mogli eksprimirati. Na primjer, geni koji reagiraju na upalu.

Zašto je to važno

Razumijevanje mehanizama iza posmrtne aktivnosti gena utjecat će na transplantaciju organa, genetska istraživanja i forenziku. Na primjer, Pedro Ferreira i njegovi kolege uspjeli su točno odrediti vrijeme smrti organizma, oslanjajući se samo na posthumne promjene u ekspresiji gena. Ovo može biti korisno prilikom istrage ubojstava.

Međutim, u ovom eksperimentu znanstvenici su znali da tkiva koja se proučavaju pripadaju donatorima bez patologija i da su pohranjena u idealnim uvjetima. U stvarnom životu, mnogi čimbenici mogu utjecati na transkripciju RNA, od bolesti u tijelu do temperature okoline i vremena proteklog prije uzorkovanja. Ova metoda istraživanja do sada nije spremna za korištenje u pravnim postupcima.

Noble i Pozhitkov vjeruju da će ova otkrića biti korisna i u transplantaciji organa.

Organi donora su neko vrijeme izvan tijela. Možda RNA u njima počinje slati iste signale kao u slučaju smrti. Prema Pozhitkovu, to može utjecati na zdravlje pacijenata koji su primili novi organ. Imaju povećanu učestalost raka u odnosu na opću populaciju. Možda stvar nije u lijekovima koji potiskuju imunološki sustav koje moraju uzimati, nego u postmortalnim procesima u presađenom organu. Još nema točnih podataka, ali istraživači razmatraju pohranu organa za transplantaciju ne na hladno, već na umjetno održavanje života.