Los biólogos moleculares y bioingenieros de la Universidad de California en San Diego han descubierto mecanismos clave detrás de los misterios del envejecimiento. Aislaron dos caminos distintos que recorren las células durante el envejecimiento y diseñaron una nueva forma de programar genéticamente estos procesos para extender la vida útil.
La investigación se describe el 17 de julio en la revista ciencia .
Nuestra esperanza de vida como humanos está determinada por el envejecimiento de nuestras células individuales. Para comprender si las diferentes células envejecen al mismo ritmo y por la misma causa, los investigadores estudiaron el envejecimiento en la levadura en ciernes Saccharomyces cerevisiae, un modelo manejable para investigar mecanismos deenvejecimiento, incluidos los caminos de envejecimiento de la piel y las células madre.
Los científicos descubrieron que las células del mismo material genético y dentro del mismo entorno pueden envejecer de maneras sorprendentemente distintas, su destino se desarrolla a través de diferentes trayectorias moleculares y celulares. Utilizando microfluídica, modelado por computadora y otras técnicas, descubrieron que aproximadamente la mitad delas células envejecen a través de una disminución gradual en la estabilidad del nucleolo, una región de ADN nuclear donde se sintetizan los componentes clave de las "fábricas" productoras de proteínas. Por el contrario, la otra mitad de edad debido a la disfunción de sus mitocondrias, las unidades de producción de energía decélulas.
Las células se embarcan en el camino nucleolar o mitocondrial temprano en la vida, y siguen esta "ruta de envejecimiento" a lo largo de toda su vida a través del declive y la muerte. En el corazón de los controles, los investigadores encontraron un circuito maestro que guía estos procesos de envejecimiento.
"Para comprender cómo las células toman estas decisiones, identificamos los procesos moleculares subyacentes a cada ruta de envejecimiento y las conexiones entre ellos, revelando un circuito molecular que controla el envejecimiento celular, análogo a los circuitos eléctricos que controlan los electrodomésticos", dijo Nan Hao, seniorautor del estudio y profesor asociado en la Sección de Biología Molecular, División de Ciencias Biológicas.
Después de desarrollar un nuevo modelo del paisaje de envejecimiento, Hao y sus coautores descubrieron que podían manipular y finalmente optimizar el proceso de envejecimiento. Las simulaciones por computadora ayudaron a los investigadores a reprogramar el circuito molecular maestro modificando su ADN, lo que les permitió crear genéticamente un envejecimiento novedosoruta que presenta una vida útil dramáticamente extendida.
"Nuestro estudio plantea la posibilidad de diseñar racionalmente terapias basadas en genes o químicos para reprogramar cómo envejecen las células humanas, con el objetivo de retrasar efectivamente el envejecimiento humano y extender la salud humana", dijo Hao.
Los investigadores ahora probarán su nuevo modelo en células y organismos más complejos y eventualmente en células humanas para buscar rutas de envejecimiento similares. También planean probar técnicas químicas y evaluar cómo las combinaciones de terapias y "cócteles" de drogas podrían guiar los caminos hacia la longevidad.
"Gran parte del trabajo presentado en este documento se beneficia de un fuerte equipo interdisciplinario que se reunió", dijo la profesora de ciencias biológicas de biología molecular, Lorraine Pillus, una de las coautoras del estudio. "Un gran aspecto del equipo es que no solo nosotroshacemos el modelado pero luego hacemos la experimentación para determinar si el modelo es correcto o no. Estos procesos iterativos son críticos para el trabajo que estamos haciendo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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