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Alterando un único gen usted podría vivir más de largo y ser más fino

Imagínese que alterando la función de un único gen, usted podría vivir más de largo, ser más fino y tener niveles más inferiores del colesterol y de la grasa en su sangre.

La universidad médica de los investigadores de Georgia está utilizando un tornillo sin fin minúsculo llamado los elegans de la C. para transformar esa visión en realidad.

Los investigadores Usted-Junio Fei y Vadivel Ganapathy han encontrado que el gen de Indy es crítico en proveer de las células energía, produciendo un transportador que las ayudas entregan los ingredientes dominantes del combustible que impulsa las células. Indy entrega los substratos metabólicos tales como citrato y succcinato a las células donde entran en la central eléctrica llamada las mitocondrias. Dentro de la central eléctrica, el oxígeno también es crítico a la reacción bioquímica que ocurre para producir el ATP, el combustible para las células, dice al Dr. Fei, biólogo molecular.

Un subproducto lamentable de este metabolismo del oxígeno es la especie reactiva del oxígeno, una clase de basura celular que envejezca las células y pueda contribuir a las enfermedades de Parkinson a Alzheimer. “Esta es la razón por la cual la gente piensa que envejecemos; estos subproductos del metabolismo del oxígeno hacen las células degenerar,” dice al Dr. Ganapathy, el bioquímico que hace silla del departamento del magnetocardiograma de la bioquímica y de la biología molecular 1 de julio.

Ése también es porqué la actividad disminuida del transportador de Indy parece hacer las vidas más largas de los modelos por lo menos, más sanas vivas animales.

Los investigadores del magnetocardiograma han determinado este gen de la longevidad en seres humanos, ratones, ratas y zebrafish así como elegans de la C.

Armado con nuevos $605.000, la concesión de tres años de los institutos nacionales del instituto de la salud en el envejecimiento, los investigadores quiere saber que el nivel de actividad que optimiza longevidad y hallazgo compone para controlar ese nivel.

“La vida útil humana es un fenotipo determinado por los genes múltiples,” dice al Dr. Fei, investigador principal en la concesión. “Nuestro gen de Indy es solamente uno de los genes vida-determinantes. Pero puedo decir que cuando la función de este único gen se golpea hacia abajo, el animal puede prolongar su vida útil.”

La universidad de los investigadores de Connecticut era la primera para reconocer el lazo entre Indy - corto para el ` no estoy muerto todavía' - y la longevidad cuando encontraron las mutaciones espontáneas del gen en la mosca del vinagre adulta que duplicó casi su vida útil. Su investigación, publicada en la ciencia del gorrón en diciembre de 2000, dice que las mutaciones pueden crear un estado metabólico que imite la restricción calórica, que se ha mostrado para prolongar vida útil. Eran inciertas de la función del gen, pero sospechado le era un transportador.

“Cuando usted observa la proteína cifrada por este gen que usted puede conjeturar lo que hace el gen porque los transportadores tienen seguro características estructurales y la proteína hecha por este gen tiene la misma clase de características estructurales del sistema de transporte,” el Dr. Ganapathy dice. La estructura parecía mucho dos transportadores DRS del dicarboxylate. Fei y Ganapathy habían estado estudiando por años. Reprodujeron tan el gen de Indy de la mosca del vinagre pero encontrado le no igualó muy cualquier transportador. “Sabíamos que tuvo que haber algo más,” dice al Dr. Ganapathy.

Ese algo más resultó ser un tercer transportador de los dicarboxylates y de los tricarboxylates, que incluyen el citrato, el succcinato y otros componentes del ciclo de ácido cítrico, el camino primario para la producción energética en células. “Ahora hay tres transportadores con una función similar. ¿Cómo probamos que tercer es real Indy? Necesitamos un modelo animal que nos permita estudiar el efecto sobre vida útil,” él decimos.

Los investigadores no crecerían tan demasiado viejo intentar clarificar que éste era de hecho Indy, ellos eligieron C-elegans como su modelo animal, un tornillo sin fin que va del embrión al adulto en cerca de tres días y tiene una vida útil máxima de cerca de cuatro semanas.

El Dr. Fei reprodujo los tres de los transportadores ácidos en los elegans de la C., golpeó hacia abajo la actividad de cada uno y encontró que el transportador más nuevo Indy aumentó la vida útil del tornillo sin fin y disminuyó talla de carrocería y el contenido de grasa sin mal efectos evidentes. Publicaron su trabajo inicial de la reproducción en el gorrón de la bioquímica en 2003 y el trabajo sobre la función biológica de Indy en el gorrón bioquímico este año.

Podían imitar a los investigadores genéticos espontáneos de Connecticut de la mutación encontrados en la mosca del vinagre introduciendo las bacterias especialmente dirigidas de los elegans de la C. que golpean hacia abajo la actividad de Indy. Su modelo pescó un aumento del por ciento 15-20 en vida útil además de las otras ventajas. A diferencia de golpes de gracia genéticos verdaderos, con los científicos totalmente la eliminación de ambas copias de un gen así que del 100 por ciento de la función es ida o que saca una copia así que las funciones del gen en la media capacidad, los científicos del magnetocardiograma no pueden determinar el nivel de actividad exacto de gen en su modelo animal. “Estos tornillos sin fin reflejan qué suceso con actividad reducida en el transportador,” al Dr. Ganapathy dicen. “Solamente todavía no tenemos una línea estable del mutante. Ése es uno de los objetivos para la concesión de NIH.”

Extrañamente, la ventaja máxima, por lo menos en la mosca del vinagre, no viene de la actividad cero. Las moscas viven bastante el más largo con alrededor mitad de la actividad de gen normal. El Dr. Fei quiere encontrar el grado óptimo de actividad. Él y su co-investigador, el Dr. Ganapathy, están trabajando ya en un ratón knockout que tenga mitad de la actividad normal de Indy así que pueden observar el impacto en longevidad en los ratones que viven generalmente dos años en vez de algunas semanas.

Para confirmar que el gen funciona semejantemente en tornillos sin fin y seres humanos, también proyectan sacar el gen de Indy de los elegans de la C. y reemplazarlo por el gen humano para ver si ése invierte el efecto. “Lo llamamos que humanizan el tornillo sin fin,” el Dr. Ganapathy dice.

Él observó una diferencia interesante entre el tornillo sin fin y los genes del ser humano son que el gen de Indy del ser humano es más experto en transportar tricarboxylates o citratos, un precursor primario para la grasa y colesterol. “Si usted encuentra una droga que pueda cegar la función de este transportador, puede ser que interfiera con el uso del citrato para la grasa y la síntesis del colesterol que debe ayudar a gente a perder el peso y a reducir su colesterol,” el Dr. Ganapathy dice.

DRS. Fei y Ganapathy también están trabajando para determinar las composiciones que pueden controlar actividad de gen. Pueden tener que parecer no más futuros que estantes de una tienda para encontrar un buen punto de partida: el hydroxycitrate, un análogo del citrato encontrado en la piel del garcinia indio de la fruta, se está importunando ya para su peso-baja y las propiedades el colesterol-reducir. “Que pensamos que el mecanismo para cómo esta composición trabaja está por lo menos en parte manipulando este sistema de transporte,” el Dr. Ganapathy dice, agregando que los estudios del hydroxycitrate pudieron apuntar en la dirección de composiciones más específicas, más potentes.

La ventaja potencial derivada de manipular la actividad de Indy ha incitado la oficina del magnetocardiograma de la transferencia de tecnologías y del revelado económico buscar patentes nacionales e internacionales en la tecnología del transportador.