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Alterando um único gene você poderia viver mais por muito tempo e ser mais fino

Imagine que alterando a função de um único gene, você poderia viver mais por muito tempo, ser mais fino e ter uns mais baixos níveis do colesterol e da gordura em seu sangue.

A faculdade médica de pesquisadores de Geórgia está usando um sem-fim minúsculo chamado elegans do C. para transformar essa visão na realidade.

Os pesquisadores Você-Junho Fei e Vadivel Ganapathy encontraram que o gene de Indy é crítico em fornecer pilhas a energia, produzindo um transportador que as ajudas entregam os ingredientes chaves do combustível que conduz pilhas. Indy entrega carcaças metabólicas tais como o citrato e o succinate às pilhas onde entram na central eléctrica chamada as mitocôndria. Dentro da central eléctrica, o oxigênio igualmente é crítico à reacção bioquímica que ocorre para produzir o ATP, o combustível para pilhas, diz o Dr. Fei, biólogo molecular.

Um byproduct infeliz deste metabolismo do oxigênio é espécie reactiva do oxigênio, meio um lixo celular que envelheça pilhas e possa contribuir às doenças de Parkinson a Alzheimer. “Eis porque os povos pensam que nós envelhecemos; estes byproducts do metabolismo do oxigênio fazem com que as pilhas degenerem,” diz o Dr. Ganapathy, o bioquímico que se transforma cadeira do departamento do magnetocardiograma da bioquímica e da biologia molecular o 1º de julho.

Isso igualmente é porque a actividade diminuída do transportador de Indy parece fazer mais longas dos modelos as vidas pelo menos, mais saudáveis vivas animais.

Os pesquisadores do magnetocardiograma identificaram este gene da longevidade nos seres humanos, nos ratos, nos ratos e nos zebrafish assim como nos elegans do C.

Armado com uns $605.000 novos, a concessão de três anos dos institutos nacionais do instituto de saúde no envelhecimento, os pesquisadores quer saber que o nível de actividade que aperfeiçoa longevidade e achado combina para controlar esse nível.

“O tempo humano é um fenótipo determinado por genes múltiplos,” diz o Dr. Fei, investigador principal na concessão. “Nosso gene de Indy é somente um dos genes vida-determinantes. Mas eu posso dizer que quando a função deste único gene é batida para baixo, o animal pode estender seu tempo.”

A universidade de pesquisadores de Connecticut era a primeira para reconhecer o relacionamento entre Indy - curto para o ` eu não estou inoperante ainda' - e longevidade quando encontraram mutações espontâneas do gene na mosca de fruto adulta que dobrou quase seu tempo. Sua pesquisa, publicada na ciência do jornal em dezembro de 2000, diz que as mutações podem criar um estado metabólico que imite a limitação calórica, que foi mostrada para estender o tempo. Eram incertos da função do gene, mas suspeitado lhe era um transportador.

“Quando você olha a proteína codificada por este gene que você pode supr o que o gene faz porque os transportadores têm certo características estruturais e a proteína feita por este gene tem o mesmo tipo de características estruturais do sistema de transporte,” o Dr. Ganapathy diz. A estrutura olhou muito como dois transportadores afastamento cilindro/rolo do dicarboxylate. Fei e Ganapathy têm estudado por anos. Assim clonaram o gene de Indy da mosca de fruto mas encontrado lhe não combinou bastante um ou outro transportador. “Nós soubemos que teve que haver algo mais,” diz o Dr. Ganapathy.

Que algo despejado mais ser um terceiro transportador dos dicarboxylates e dos tricarboxylates, que incluem o citrato, o succinate e os outros componentes do ciclo de ácido cítrico, o caminho preliminar para a produção energética nas pilhas. “Agora há três transportadores com uma função similar. Como nós mostramos que terceiro é realmente Indy? Nós precisamos um modelo animal que nos permita de estudar o efeito no tempo,” ele dizemos.

Assim os pesquisadores não cresceriam a tentativa demasiado velha esclarecer que este era certamente Indy, eles escolheram C-elegans como seu modelo animal, um sem-fim que fosse do embrião ao adulto em aproximadamente três dias e tivesse um tempo máximo de aproximadamente quatro semanas.

O Dr. Fei clonou todos os três dos transportadores ácidos nos elegans do C., bateu para baixo a actividade de cada um e encontrou que o transportador o mais novo Indy aumentou o tempo do sem-fim e diminuiu o tamanho de corpo e o índice gordo sem efeitos doentes aparentes. Publicaram seu trabalho inicial da clonagem no jornal da bioquímica em 2003 e o trabalho na função biológica de Indy no jornal bioquímico este ano.

Podiam imitar os pesquisadores genéticos espontâneos de Connecticut da mutação encontrados na mosca de fruto alimentando as bactérias especialmente projetadas dos elegans do C. que batem para baixo a actividade de Indy. Seu modelo pescou um aumento dos por cento 15-20 no tempo além do que os outros benefícios. Ao contrário dos KO genéticos verdadeiros, com cientistas completamente remover ambas as cópias de um gene assim que 100 por cento da função é ida ou removendo uma cópia assim que as funções do gene na meia capacidade, os cientistas do magnetocardiograma não podem determinar o nível de actividade exacto do gene em seu modelo animal. “Estes sem-fins reflectem o que acontece com actividade reduzida no transportador,” o Dr. Ganapathy dizem. “Mas nós não temos ainda uma linha estável do mutante. Aquele é um dos alvos para a concessão de NIH.”

Estranhamente, o benefício máximo, pelo menos na mosca de fruto, não vem da actividade zero. Um pouco as moscas vivem o mais longo com aproximadamente a metade de actividade de gene normal. O Dr. Fei quer encontrar o grau óptimo de actividade. E seu co-investigador, Dr. Ganapathy, já estão trabalhando em um rato do KO que tenha a metade da actividade normal de Indy assim que podem olhar o impacto na longevidade nos ratos que vivem geralmente dois anos em vez de algumas semanas.

Para confirmar que o gene funciona similarmente nos sem-fins e nos seres humanos, igualmente planeiam tomar o gene de Indy fora dos elegans do C. e substitui-lo com o gene humano para ver se aquele inverte o efeito. “Nós chamamo-lo que humanizamos o sem-fim,” o Dr. Ganapathy diz.

Notou uma diferença interessante entre o sem-fim e os genes do ser humano são que o gene de Indy do ser humano é mais perito em transportar tricarboxylates ou citratos, um precursor preliminar para a gordura e colesterol. “Se você encontra uma droga que pudesse obstruir a função deste transportador, pôde interferir com o uso do citrato para a gordura e a síntese do colesterol que deve ajudar povos a perder o peso e reduzir seu colesterol,” o Dr. Ganapathy diz.

Afastamento cilindro/rolo. Fei e Ganapathy igualmente estão trabalhando para identificar os compostos que podem controlar a actividade de gene. Podem ter que olhar não mais adicionais do que prateleiras de loja para encontrar um bom ponto de partida: o hydroxycitrate, um analogue do citrato encontrado na pele do garcinia indiano do fruto, já touted para sua peso-perda e propriedades da colesterol-diminuição. “Nós pensamos que o mecanismo para como este composto trabalha é pelo menos em parte manipulando este sistema de transporte,” o Dr. Ganapathy diz, adicionando que os estudos do hydroxycitrate puderam apontar para uns compostos mais específicos, mais poderosos.

O benefício potencial derivado de manipular a actividade de Indy alertou o escritório do magnetocardiograma da transferência tecnológica e da revelação econômica procurar patentes nacionais e internacionais na tecnologia do transportador.