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Alterando un singolo gene potreste vivere più lungamente ed essere più sottile

Immagini che alterando la funzione di singolo gene, potreste vivere più lungamente, essere più sottile ed avere più bassi livelli del grasso e del colesterolo nel vostro sangue.

L'istituto universitario medico dei ricercatori della Georgia sta usando un verme minuscolo chiamato elegans del C. per trasformare quella visione nella realtà.

I ricercatori Voi-Giugno Fei e Vadivel Ganapathy hanno trovato che il gene di Indy è critico nel fornire alle celle l'energia, producendo un trasportatore che le guide consegnano gli ingredienti chiave del combustibile quel celle delle unità. Indy consegna i substrati metabolici quali citrato e succinato alle celle in cui entrano nella centrale elettrica chiamata i mitocondri. Dentro la centrale elettrica, l'ossigeno egualmente è critico alla reazione biochimica che accade per produrre il trifosfato di adenosina, il combustibile per le celle, dice il Dott. Fei, biologo molecolare.

Un sottoprodotto sfavorevole di questo metabolismo dell'ossigeno è specie reattive dell'ossigeno, una specie di rifiuti cellulari che invecchiano le celle e possono contribuire alle malattie da Parkinson a Alzheimer. “Ecco perché la gente pensa che invecchiamo; questi sottoprodotti del metabolismo dell'ossigeno inducono le celle a degenerare,„ dice il Dott. Ganapathy, biochimico che si trasforma in in presidenza del dipartimento di MCG della biochimica e della biologia molecolare 1° luglio.

Quello egualmente è perché l'attività in diminuzione del trasportatore di Indy sembra fare più lunghe dei modelli le vite almeno e più sane in tensione animali.

I ricercatori di MCG hanno identificato questo gene di longevità in esseri umani, in mouse, in ratti e in zebrafish come pure nei elegans del C.

Armato con i nuovi $605.000, la concessione triennale dagli istituti nazionali dell'istituto della salubrità su invecchiamento, i ricercatori vuole sapere che il livello di radioattività che ottimizza longevità e ritrovamento componga per gestire quel livello.

“La durata della vita umana è un fenotipo determinato dai geni multipli,„ dice il Dott. Fei, ricercatore principale sulla concessione. “Il nostro gene di Indy è soltanto uno dei geni vita determinanti. Ma posso dire che quando la funzione di questo singolo gene è abbattuta, l'animale può estendere la sua durata della vita.„

L'università di ricercatori di Connecticut era la prima per riconoscere la relazione fra Indy - breve per ` non sono morto ancora' - e la longevità quando hanno trovato le mutazioni spontanee del gene nella mosca di frutta adulta che quasi ha raddoppiato la sua durata della vita. La loro ricerca, pubblicata nella scienza del giornale nel dicembre 2000, dice che le mutazioni possono creare uno stato metabolico che imita la restrizione calorica, che è stata indicata per estendere la durata della vita. Erano incerte della funzione del gene, ma sospettato era un trasportatore.

“Quando esaminate la proteina codificata da questo gene che potete indovinare che cosa il gene fa perché i trasportatori hanno sicuro le funzionalità strutturali e la proteina fatta da questo gene ha lo stesso genere di funzionalità strutturali del sistema di trasporto,„ il Dott. Ganapathy dice. La struttura ha assomigliato molto a due trasportatori DRS del dicarboxylate. Fei e Ganapathy stavano studiando per anni. Così hanno clonato il gene di Indy dalla mosca di frutta ma trovato abbastanza non ha abbinato qualsiasi trasportatore. “Abbiamo saputo che ci ha dovuto essere qualcos'altro,„ dice il Dott. Ganapathy.

Quel qualcos'altro è risultato essere un terzo trasportatore dei dicarboxylates e dei tricarboxylates, che comprendono il citrato, il succinato ed altre componenti del ciclo di Krebs, la via primaria per produzione di energia in celle. “Ora ci sono tre trasportatori con una simile funzione. Come proviamo che quello terzo è realmente Indy? Abbiamo bisogno di un modello animale che ci permette di studiare l'effetto sulla durata della vita,„ lui diciamo.

Così i ricercatori non coltiverebbero la prova troppo vecchia di chiarire che questo era effettivamente Indy, essi hanno scelto C-elegans come loro modello animale, un verme che va dall'embrione all'adulto in circa tre giorni ed ha una durata della vita massima di circa quattro settimane.

Il Dott. Fei ha clonato tutti e tre le dei trasportatori acidi nei elegans del C., ha abbattuto l'attività di ciascuno ed ha trovato che il più nuovo trasportatore Indy ha aumentato la durata della vita del verme ed ha fatto diminuire la dimensione corporea ed il tenore di materia grassa senza cattivi effetti evidenti. Hanno pubblicato la loro opera iniziale della clonazione nel giornale della biochimica nel 2003 e l'opera sulla funzione biologica di Indy nel giornale biochimico questo anno.

Potevano imitare i ricercatori genetici spontanei di Connecticut di mutazione trovati nella mosca di frutta alimentando i batteri specialmente costruiti dei elegans del C. che abbattono l'attività di Indy. Il loro modello ha catturato con la rete un aumento di per cento 15-20 nella durata della vita oltre agli altri vantaggi. A differenza di vere espulsioni genetiche, con gli scienziati completamente eliminare entrambe le copie di un gene in modo da 100 per cento della funzione è andata o eliminante una copia in modo dalle funzioni del gene alla mezza capacità, gli scienziati di MCG non possono determinare il livello di radioattività esatto del gene nel loro modello animale. “Questi vermi riflettono che cosa accade con attività diminuita nel trasportatore,„ il Dott. Ganapathy dice. “Ma ancora non abbiamo una riga mutante stabile. Quello è uno degli obiettivi per la concessione di NIH.„

Stranamente, il massimo vantaggio, almeno nella mosca di frutta, non viene da attività zero. Piuttosto le mosche vivono il più lungo con circa la metà dell'attività di gene normale. Il Dott. Fei vuole trovare il grado ottimale di attività. Lui ed il suo co-ricercatore, il Dott. Ganapathy, già stanno lavorando ad un mouse knockout che ha metà dell'attività normale di Indy in modo da possono esaminare l'impatto sulla longevità in mouse che vivono solitamente due anni invece di alcune settimane.

Per confermare che il gene funziona similmente in vermi ed in esseri umani, egualmente pianificazione catturare il gene di Indy dai elegans del C. e sostituirlo con il gene umano per vedere se quello inverte l'effetto. “Lo chiamiamo che umanizziamo il verme,„ il Dott. Ganapathy dice.

Ha notato una differenza interessante fra il verme ed i geni dell'essere umano è che il gene di Indy dell'essere umano è più esperto a trasportare i tricarboxylates o citrati, un precursore primario per grasso e colesterolo. “Se trovate una droga che può bloccare la funzione di questo trasportatore, potrebbe interferire con l'uso di citrato per grasso e sintesi del colesterolo che dovrebbe aiutare la gente a perdere il peso e diminuire il loro colesterolo,„ il Dott. Ganapathy dice.

DRS. Fei e Ganapathy egualmente stanno funzionando per identificare i composti che possono gestire l'attività di gene. Possono dovere guardare non ulteriori degli scaffali di negozio per trovare un buon punto di partenza: il hydroxycitrate, un analogo di citrato trovato nell'interfaccia del garcinia indiano della frutta, già sta sollecitando per la sua perdita di peso e beni di colesterolo-diminuzione. “Pensiamo che il meccanismo per come questo composto funziona è almeno parzialmente manipolando questo sistema di trasporto,„ il Dott. Ganapathy dice, aggiungendo che gli studi su hydroxycitrate potrebbero dirigersi verso i composti più specifici e più potenti.

Il vantaggio potenziale derivato dalla manipolazione dell'attività di Indy ha spinto l'ufficio di MCG di trasferimento di tecnologia e di sviluppo economico a cercare i brevetti nazionali ed internazionali sulla tecnologia del trasportatore.