Bilim İnsanları Yaşlandıkça Neden Hastalandığımızın Gizli Hücresel Nedenini Çözdü
Bilim insanları, yaşlanmanın, yaşamın ilerleyen dönemlerinde hastalıklara yol açabilecek gizli bir hücresel yeniden yapılanmayla başlayabileceğini keşfetti.
Halk sağlığındaki gelişmeler sayesinde insanlar her zamankinden daha uzun yaşıyor. Ancak bu fazladan yılların çoğu, iyi sağlık yerine kronik hastalıklarla birlikte geliyor. Yaşlanma hayatın normal bir parçasıdır, ancak aynı zamanda kanser, diyabet ve Alzheimer hastalığı gibi rahatsızlıkların daha yüksek riskiyle de bağlantılıdır.
Hücre ve gelişim biyolojisi yardımcı doçenti Kris Burkewitz, insanların yaşamın ilerleyen dönemlerinde daha sağlıklı kalabilmeleri için yaşlanmayı hastalıktan ayırmanın mümkün olup olmadığını anlamak için çalışıyor. Laboratuvarı, hücrelerin organel olarak bilinen iç yapılarını nasıl düzenlediğini ve bu yapıların organizasyonunun hücresel işlevi, metabolizmayı ve hastalık riskini nasıl etkilediğini inceliyor.
Nature Cell Biology’de yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, Burkewitz ve meslektaşları, hücrelerin yaşlanmaya yanıt vermesinin daha önce bilinmeyen bir yolunu belirlediler. Hücrelerin, hücre içindeki en büyük ve en karmaşık yapılardan biri olan endoplazmik retikulumu (ER) aktif olarak yeniden şekillendirdiğini buldular. Bu yeniden yapılanma, ER’nin belirli bölgelerini seçici olarak parçalayan ER-faji olarak bilinen bir süreç aracılığıyla gerçekleşir. ER-fajinin yaşlanmada rol oynadığı düşünüldüğünden, nörodejeneratif ve metabolik hastalıklar da dahil olmak üzere yaşa bağlı durumları hedefleyen gelecekteki tedaviler için potansiyel bir hedef olabilir.
ER-fajinin yaşlanmada rol oynadığının keşfi, bu süreci nörodejeneratif hastalıklar ve çeşitli metabolik hastalıklar gibi yaşa bağlı kronik rahatsızlıklar için olası bir ilaç hedefi olarak öne çıkarıyor. Kaynak: Burkewitz vd.
Hücresel Organizasyon Neden Önemlidir?
“Önceki birçok çalışma, farklı hücresel mekanizmaların seviyelerinin yaşla birlikte nasıl değiştiğini belgelemişken, biz bunun yerine yaşlanmanın hücrelerin bu mekanizmaları karmaşık iç mimarilerinde nasıl barındırdığı ve organize ettiği üzerindeki etkisine odaklanıyoruz,” diyor Burkewitz.
Bir hücrenin performansı sadece içerdiği mekanizmalara değil, aynı zamanda bu mekanizmaların nasıl düzenlendiğine de bağlıdır. Burkewitz bunu, çok çeşitli karmaşık ürünler üreten bir fabrikaya benzetiyor. Gerekli tüm ekipman mevcut olsa bile, üretim ancak her şey doğru sıra ve konumda yerleştirilirse verimli bir şekilde çalışır.
“Alan sınırlı olduğunda veya üretim talepleri değiştiğinde, fabrika doğru ürünleri üretmek için düzenini yeniden organize etmek zorundadır,” diyor Burkewitz. “Organizasyon bozulursa, üretim çok verimsiz hale gelir.”
Endoplazmik retikulum, hücrenin en önemli yapılarından biridir. Protein ve lipid üretiminde önemli bir merkez görevi gören, birbirine bağlı tabakalar ve tüplerden oluşan geniş bir ağdan oluşur. ER ayrıca diğer hücresel bileşenlerin düzenlenmesine de yardımcı olur. Merkezi rolüne rağmen, bilim insanları daha önce hayvanlar yaşlandıkça ER’nin nasıl değiştiği hakkında çok az şey biliyordu.
ER Yeniden Şekillenmesi ve Yaşlanmaya Dair Yeni Bulgular
Çalışmanın ilk yazarı Eric Donahue, PhD’25, “Yaşlanma bulmacasına sadece bir parça eklemedik; daha önce hiç dokunulmamış bir bölüm bulduk” dedi.
Donahue, Tıp Bilim İnsanı Eğitim Programı’nda tıp öğrencisi olup, yakın zamanda Burkewitz laboratuvarında ER-faji, ER yeniden yapılanması ve yaşlanma üzerine yaptığı doktora eğitiminin bir bölümünü tamamlamıştır.
Yaşlanma sürecini araştırmak için Donahue, Burkewitz ve ekipleri, yaşlanma araştırmalarında yaygın olarak kullanılan bir model organizma olan canlı Caenorhabditis elegans solucanlarının içindeki ER’yi incelemek üzere gelişmiş genetik tekniklerin yanı sıra ışık ve elektron mikroskobu kullandılar. Bu solucanlar özellikle değerlidir çünkü şeffaftırlar ve kısa ömürlüdürler; bu da bilim insanlarının yaşlanan hayvanların içinde meydana gelen değişiklikleri doğrudan gözlemlemelerine olanak tanır.
Araştırmacılar, yaşlanan hayvanlarda protein üretiminde rol oynayan yapının bir parçası olan “pürüzlü” ER’de önemli bir azalma olduğunu keşfettiler. Buna karşılık, lipid ve yağ üretimiyle daha yakından bağlantılı olan tübüler ER’de yalnızca mütevazı değişiklikler meydana gelmektedir. Bu bulgular, sağlıklı proteinleri koruma yeteneğinin azalması ve vücudun farklı bölgelerinde yağ birikmesine yol açabilen metabolik değişiklikler de dahil olmak üzere, yaşlanma sırasında görülen daha geniş kalıplarla uyumludur. Bu bağlantıların yaşa bağlı değişikliklerden doğrudan sorumlu olup olmadığını belirlemek için ek çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır.
Ekip ayrıca hücrelerin yaşlanma sırasında ER’yi yeniden şekillendirmek için ER-fajiye güvendiğini gösterdi. Bulguları ayrıca ER-fajinin yaşam süresiyle bağlantılı olduğunu ve sağlıklı yaşlanmayı desteklemede aktif bir rol oynadığını göstermektedir.
Endoplazmik Retikulumdaki Değişiklikler Yaşla İlişkili Hastalıkları Tetikleyebilir mi?
Burkewitz laboratuvarı, endoplazmik retikulumun çeşitli yapılarını ve bunların hem hücresel hem de tüm hayvan düzeyinde metabolizmayı nasıl etkilediğini incelemeye devam etmeyi planlıyor. Endoplazmik retikulum, hücre içindeki birçok diğer bölmeyi organize etmeye yardımcı olduğu için, araştırmacılar yaşla ilişkili endoplazmik retikulum yeniden yapılanmasının daha geniş hücresel ortamı nasıl etkilediğini anlamakla da ilgileniyorlar.
Burkewitz, “Enerjitik retikulumdaki değişiklikler yaşlanma sürecinin nispeten erken dönemlerinde meydana gelir” dedi. “Bunun en heyecan verici sonuçlarından biri, daha sonra ortaya çıkan işlev bozukluğu ve hastalık için tetikleyicilerden biri olabileceği olasılığıdır.”
Bilim insanları bu değişiklikleri tam olarak neyin başlattığını belirleyebilirlerse, sonunda hücresel işlevin azalmasına ve hastalığa yol açan olaylar zincirini önleyebilirler.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Yaşlanmanın Gizli Kodu Çözüldü: Hücreleri Yaşlandıran O Faktör Artık Geri Döndürülebiliyor