Kaj se zgodi z geni po smrti

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Nekatere celice ostanejo aktivne še nekaj dni ali celo tednov po smrti telesa.

Kako je bilo to vprašanje preučeno

Preden postanemo sami, preden imamo možgane, naše celice že aktivno delujejo: delijo se, diferencirajo, tvorijo "opeke", ki se bodo nato zložile v celoten organizem. A izkazalo se je, da ne predvidevajo samo sebe, ampak nas tudi preživijo.

Vse se je začelo s študijami tanatotranskriptoma: genov, ki jih je po smrti organizma aktivno izražal genetik Alexander Pozhitkov. Leta 2009 se je lotil študija RNA cebric po njihovi smrti. Zarodki teh tropskih rib so prozorni in idealni za opazovanje, zato jih hranijo v številnih laboratorijih. Pozhitkov je ribe dal v ledeno vodo, kar je pripeljalo do njihove smrti, in jih nato vrnil v akvarij z običajno temperaturo vode - 27,7 ℃.

V naslednjih štirih dneh je iz akvarija vzel več rib, jih zamrznil v tekočem dušiku in preučeval njihovo sporočilno RNA (mRNA). Te nitaste molekule sodelujejo pri sintezi beljakovin. Vsaka veriga mRNA je kopija koščka DNK. Nato je Pozhitkov raziskal tudi mRNA miši.

Skupaj z biokemikom Petrom Noblem je analiziral delovanje mRNA po smrti in odkril presenetljivo dejstvo. Tako pri ribah kot pri miših se je sinteza beljakovin, kot je bilo pričakovano, zmanjšala. Sodeč po količini mRNA pa je proces transkripcije (prenos genetskih informacij iz DNK v RNA) ojačan v približno enem odstotku genov.

Nekateri geni so delovali tudi štiri dni po smrti organizma.

Drugi znanstveniki so pregledali vzorce človeškega tkiva in odkrili na stotine genov, ki ostanejo aktivni po smrti. Na primer, po štirih urah se je povečala ekspresija (to je pretvorba dednih informacij v RNA ali beljakovine) gena EGR3, ki spodbuja rast. Aktivnost drugih genov niha, vključno s CXCL2. Kodira beljakovino, ki signalizira belim krvnim celicam, da med okužbo potujejo do mesta vnetja.

To ni le posledica različnih prepisov genov, ki se dokončajo z različnimi stopnjami, pravi vodja študije Pedro Ferreira. Nekakšen proces aktivno uravnava posmrtno izražanje genov.

Po smrti organizma prve umrejo najpomembnejše, najbolj energijsko intenzivne celice - nevroni. Toda periferne celice še naprej opravljajo svoje delo več dni ali celo tednov, odvisno od temperature in stopnje razgradnje telesa. Raziskovalci so uspeli obnoviti fibroblastom podobne celice iz ohlajene kozje kože do 41 dni pogina živali, da bi ekstrahirali žive celične kulture iz kozjih ušes 41 dni po smrti živali. Bili so v vezivnem tkivu. Te celice ne potrebujejo veliko energije, v običajnem hladilniku pa so preživele 41 dni.

Na celični ravni smrt organizma ni pomembna.

Zaenkrat še ni znano, kaj točno povzroča posmrtno izražanje genov. Dejansko po smrti kisik in hranila prenehajo pritekati v celice. Nova študija Noble in Pozhitkova, Različni vzorci zaporedja v aktivnem postmortem transkriptomu, lahko osvetli to vprašanje.

Z uporabo izvirnih podatkov rib in miši je Noble ugotovil, da se mRNA, ki je bila aktivna po smrti, razlikuje od drugih mRNA v celicah. Približno 99 % RNA transkriptov v celicah se po smrti organizma hitro uniči. Preostali 1% vsebuje določene nukleotidne sekvence, ki se po transkripciji vežejo na molekule, ki uravnavajo mRNA. Verjetno je to tisto, kar podpira posmrtno gensko aktivnost.

Znanstveniki verjamejo, da je ta mehanizem del celičnega odziva, ko si telo lahko opomore po resni poškodbi. Možno je, da celice v smrtni muci poskušajo "odpreti vse ventile", da se lahko izrazijo določeni geni. Na primer geni, ki se odzivajo na vnetje.

Zakaj je pomembno

Razumevanje mehanizmov za posmrtno aktivnostjo genov bo vplivalo na presaditve organov, genetske raziskave in forenziko. Na primer, Pedro Ferreira in njegovi sodelavci so lahko natančno določili čas smrti organizma, pri čemer so se zanašali le na posmrtne spremembe v izražanju genov. To je lahko koristno pri preiskovanju umorov.

Vendar pa so v tem poskusu znanstveniki vedeli, da so tkiva, ki so jih preučevali, pripadala darovalcem brez patologij in so bila shranjena v idealnih pogojih. V resničnem življenju lahko na transkripcijo RNA vpliva veliko dejavnikov, od bolezni v telesu do temperature okolja in časa, ki je pretekel pred vzorčenjem. Zaenkrat ta raziskovalna metoda še ni pripravljena za uporabo v sodnih postopkih.

Noble in Pozhitkov menita, da bodo ta odkritja koristna tudi pri presaditvah organov.

Organi darovalcev so nekaj časa zunaj telesa. Morda RNA v njih začne pošiljati enake signale kot v primeru smrti. Po besedah Pozhitkova lahko to vpliva na zdravje bolnikov, ki so prejeli nov organ. Imajo večjo pojavnost raka v primerjavi s splošno populacijo. Morda poanta ni v zdravilih, ki zavirajo imunski sistem, ki jih morajo jemati, ampak v posmrtnih procesih v presajenem organu. Natančnih podatkov še ni, raziskovalci pa razmišljajo o shranjevanju organov za presaditev ne na mrazu, ampak na umetnem življenjskem sistemu.