أظهرت دراسة أُجريت على نموذج C. elegans أن توازن الرنا المرسال في الخلايا يؤثر على العمر الافتراضي

لماذا يعيش بعض الناس أطول من غيرهم؟ تُعدّ جينات حمضنا النووي مهمةً في مساعدتنا على تجنّب الأمراض والحفاظ على صحتنا العامة، إلا أن الاختلافات في تسلسل الجينوم تُفسّر أقل من 30% من التباين الطبيعي في متوسط عمر الإنسان.

قد يُلقي استكشاف آثار الشيخوخة على المستوى الجزيئي الضوء على اختلافات أعمار الكائنات الحية، إلا أن جمع البيانات بالسرعة والحجم والجودة اللازمة لدراسة هذا الأمر لدى البشر أمرٌ مستحيل. لذا، يتجه الباحثون إلى دراسة الديدان (Caenorhabditis elegans). يتشابه البشر بيولوجيًا مع هذه المخلوقات الصغيرة، التي تتميز أيضًا باختلاف طبيعي كبير في أعمارها.

راقب باحثون في مركز تنظيم الجينوم (CRG) آلاف الديدان المتطابقة وراثيًا في بيئة مُراقبة. حتى عندما كان النظام الغذائي ودرجة الحرارة والتعرض للحيوانات المفترسة ومسببات الأمراض متماثلين لجميع الديدان، استمر العديد منها في العيش لفترة أطول أو أقصر من المتوسط.

حددت الدراسة السبب الجذري لهذا التباين في تغيرات مستويات الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) في الخلايا الجرثومية (الخلايا المسؤولة عن التكاثر) والخلايا الجسدية (الخلايا التي تُكوّن الجسم). يُختل توازن الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) بين هذين النوعين من الخلايا، أو يُصبح "غير مُقترن" بمرور الوقت، مما يُسبب شيخوخة بعض الأفراد أسرع من غيرهم. نُشرت النتائج في مجلة Cell.

وجدت الدراسة أيضًا أن مدى وسرعة عملية الانفصال تُنظّمها مجموعة تضم ما لا يقل عن 40 جينًا مختلفًا. تلعب هذه الجينات أدوارًا مختلفة في الجسم، بدءًا من عملية الأيض ووصولًا إلى الجهاز العصبي الصمّاوي. لكن هذه الدراسة هي الأولى التي تُظهر تفاعلها جميعًا لإطالة أعمار بعض الأفراد مقارنةً بغيرهم.

أدى تعطيل بعض الجينات إلى إطالة عمر الديدان، بينما أدى تعطيل أخرى إلى تقصيره. تشير هذه النتائج إلى احتمالية مثيرة للدهشة: قد تعكس الاختلافات الطبيعية في شيخوخة الديدان عشوائية في نشاط العديد من الجينات المختلفة، مما يوحي بأن الأفراد قد تعرضوا لتعطيل العديد من الجينات المختلفة.

يقول الدكتور ماتياس إيدر، المؤلف الرئيسي للدراسة والباحث في مركز تنظيم الجينوم: "يعتمد عمر الدودة حتى 8 أو 20 يومًا على اختلافات تبدو عشوائية في نشاط هذه الجينات. ويبدو أن بعض الديدان محظوظة لأنها تمتلك المجموعة الصحيحة من الجينات التي تُفعّل في الوقت المناسب".

كان لتعطيل ثلاثة جينات - aexr-1 وnlp-28 وmak-1 - تأثير كبير بشكل خاص على تباين متوسط العمر، مما أدى إلى تقليص النطاق من حوالي 8 أيام إلى 4 أيام فقط. وبدلاً من إطالة عمر جميع الأفراد بشكل موحد، أدى إزالة أي من هذه الجينات إلى زيادة كبيرة في عمر الديدان قصيرة العمر، بينما ظل عمر الديدان الأطول عمرًا دون تغيير تقريبًا.

لاحظ الباحثون نفس التأثيرات على فترة الصحة، وهي فترة الحياة التي يقضيها الجسم بصحة جيدة، وليس مجرد حياة بدنية. كان تعطيل جين واحد فقط كافيًا لتحسين الشيخوخة الصحية بشكل غير متناسب لدى الديدان ذات فترة الصحة القصيرة.

لا يتعلق الأمر بإنتاج ديدان خالدة، بل بجعل عملية الشيخوخة أكثر عدلاً مما هي عليه الآن. نحن في الأساس نفعل ما يفعله الأطباء - نأخذ ديدانًا تموت أبكر من أقرانها ونجعلها أكثر صحة، مما يساعدها على العيش أقرب إلى أقصى عمر ممكن لها. لكننا نفعل ذلك من خلال استهداف الآليات البيولوجية الكامنة وراء الشيخوخة، بدلاً من مجرد علاج الأفراد المرضى. هذا يجعل السكان أكثر تجانسًا وأطول عمرًا،" كما قال الدكتور نيك ستروستروب، المؤلف الرئيسي للدراسة وقائد الفريق في مركز تنظيم الجينوم.

ولم تتطرق الدراسة إلى سبب عدم تأثير تعطيل الجينات سلباً على صحة الديدان.

قد تتفاعل عدة جينات لتوفير فائض داخلي بعد سن معينة. وقد لا يحتاج الأفراد الذين يعيشون في بيئة آمنة ومريحة، مثل المختبر، إلى هذه الجينات. في ظروف البرية القاسية، قد تكون هذه الجينات أكثر أهمية للبقاء. هذه مجرد بعض النظريات العملية، كما يقول الدكتور إيدر.

حقق الباحثون اكتشافاتهم من خلال تطوير طريقة لقياس جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) في خلايا وأنسجة مختلفة، ودمجها مع جهاز "عمر الحياة"، وهو جهاز يتتبع دورة حياة آلاف الديدان الخيطية دفعةً واحدة. تعيش الديدان في طبق بتري داخل الجهاز، تحت عين الماسح الضوئي.

يصوّر الجهاز الديدان الخيطية مرة كل ساعة، جامعًا بياناتٍ غزيرة عن سلوكها. ويعتزم الباحثون إنشاء جهازٍ مماثل لدراسة الأسباب الجزيئية للشيخوخة لدى الفئران، التي تُشبه بيولوجيتها بيولوجيا البشر إلى حدٍّ كبير.