Dal Neolitico all'inizio del XIX secolo, la durata media della vita umana non superava i 30 anni. Anche nel 1940 relativamente recente, l'aspettativa di vita in URSS era di circa 40 anni e nei paesi più favorevoli della Scandinavia - 60 anni. E solo di recente, grazie al rapido sviluppo della medicina, le persone hanno iniziato a vivere più a lungo che mai (hanno persino pensato alla massiccia transizione oltre il segno dei 100 anni).
Ma, ahimè, vivere a lungo non significa rimanere forti e sani. E oggi, la maggior parte delle persone anziane che hanno raggiunto gli anni avanzati soffre da decenni di malattie croniche legate all'età, a volte sognando di lasciare questo mondo mortale il prima possibile.
Gli scienziati stanno ancora cercando fattori biologici che portano a danni cellulari nel tempo. Ora i ricercatori dell'Università di Harvard hanno scoperto un legame tra l'invecchiamento e uno dei principali processi biologici noti come splicing dell'RNA. Questa scoperta non solo fa luce sul ruolo del meccanismo molecolare nel prolungamento della vita, ma suggerisce anche la possibilità di regolarlo per un invecchiamento sano.
"Ciò che uccide i neuroni nell'Alzheimer è certamente diverso dalle cause delle malattie cardiovascolari, ma l'invecchiamento è il principale fattore di rischio per tutte queste malattie", ha detto l'autore senior dello studio William Mair. - Quindi, una delle domande più grandi - esiste un principio generale nel lavoro dei sistemi molecolari che consenta a tali malattie di prendere piede negli organi?
Per capire come l'invecchiamento può essere interferito dallo splicing dell'RNA, è opportuno innanzitutto ricordare come vengono sintetizzate le molecole proteiche, che sono i principali elementi costitutivi delle cellule del corpo umano, e regolano anche il funzionamento di organi e tessuti. Le "ricette" per la loro fabbricazione sono codificate nel codice genetico e sono immagazzinate nel nucleo di ogni cellula, come in una libreria.
La creazione di una nuova proteina inizia con il fatto che sulla base di una sezione separata del DNA - viene costruito un gene, il cosiddetto RNA messaggero, gli amminoacidi codificati nel codice vengono assemblati in una proteina.
Ma i geni, come le molecole di RNA costruite sulla loro base, contengono regioni non codificanti che devono essere tagliate durante lo splicing prima di iniziare la sintesi proteica.
La produzione stabile di RNA e proteine è la chiave per rimanere giovani e in salute, quindi i ricercatori volevano sapere quale effetto hanno i cambiamenti nello splicing che inevitabilmente si verificano con l'età.
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Mayr e i suoi colleghi hanno sperimentato il verme ascaris Caenorhabditis elegans, che è un organismo modello tradizionale e in qualche modo leggendario in biologia. Questo è il primo animale per il quale è stato decodificato il genoma ed è stata compilata una mappa completa dei neuroni del sistema nervoso. Inoltre, il nematode potrebbe diventare la prima creatura vivente a viaggiare su Marte nel prossimo futuro. È importante che C. elegans abbia circa lo stesso numero di geni degli esseri umani, quindi è ampiamente utilizzato nella ricerca genetica.
"Gli ascaridi sono un ottimo soggetto per gli studi sull'invecchiamento perché questi vermi vivono solo per tre settimane e durante quel periodo mostrano chiari segni di avvizzimento correlato all'età", spiega la prima autrice dello studio Caroline Heintz. "Ad esempio, perdono massa muscolare, la loro funzione riproduttiva diminuisce, il loro sistema immunitario si deteriora e persino le rughe compaiono sulla loro pelle".
Poiché le cellule del verme sono trasparenti, gli scienziati sono stati in grado di contrassegnare singoli geni con proteine fluorescenti e osservare in tempo reale come cambia il processo di giunzione con l'invecchiamento del nematode. Entro cinque giorni, il team è stato in grado non solo di isolare gli individui della popolazione in cui lo splicing è rimasto a un livello normale più a lungo di altri, ma anche di prevedere con precisione la durata di vita di ciascun worm in base alle dinamiche di questi cambiamenti.
"Questo è un risultato davvero interessante che suggerisce che un giorno potremmo essere in grado di utilizzare lo splicing come biomarcatore per rilevare i primi segni di invecchiamento", dice Heinz. Ma non solo questo ha reso felici gli scienziati, c'è stato un altro risultato importante.
Successivamente, i ricercatori hanno sviluppato un sistema di restrizioni dietetiche, che, come dimostrato da lavori precedenti, può prolungare la vita dei vermi (e non solo). Di conseguenza, il processo di giunzione dei nematodi è rimasto costantemente al livello "giovanile" e non è cambiato con l'età.
Nell'ultima fase, il team si è concentrato su un elemento separato del processo di giunzione noto come fattore di giunzione 1 (SFA-1). Fa parte dello spliceosoma, una massiccia struttura molecolare che è direttamente coinvolta nella rimozione delle regioni non codificanti dell'RNA. Si è scoperto che un aumento del livello di SFA-1 nelle cellule prolunga la vita degli ascaridi. Questa scoperta è particolarmente importante perché un elemento simile è presente nel meccanismo di giunzione negli esseri umani.
"Questi risultati sorprendenti indicano che lo splicing dell'RNA alterato può essere uno dei principali segni del processo di invecchiamento", afferma Mayr. "Il nostro lavoro apre una nuova area di ricerca che potrebbe aiutarci a capire come allungare la vita e rimanere in buona salute".
Maggiori informazioni sul lavoro degli scienziati americani possono essere trovate in un articolo pubblicato sulla rivista Nature.
