کرم‌ها به شناخت فرایند پیری در انسان کمک می‌کنند
کرم‌ها بیش از آن‌چه ما تصور می‌کنیم به ما در شناخت فرایند پیری کمک می‌کنند. گونه‌ای کرم نماتود با نام علمیC. Elegansیکی از بهترین مدل‌های آزمایشگاهی برای پژوهش درباره روند پیری است، چون مدت کوتاهی، بین دو تا سه هفته زندگی می‌کند و اجزای ژنتیکی آنها برای مطالعه به خوبی قابل‌دسترس است. به علاوه، بسیاری از مسیرهای متابولیکی این کرم با انسان مشترک است و بسیاری از عوامل کلیدی در تعیین طول عمر کرم‌ها در انسان نیز وجود دارند. مطالعه روی مسیرهای سوخت و ساز این کرم‌ها اطلاعات جالب‌توجهی از پیر شدن انسان‌ها و احتمال بالا بردن طول عمر آنها به روش‌های ژنتیکی در اختیار پژوهشگران می‌گذارد.
پژوهشگران کرم‌های نماتود که با نوعی پروتئین فلورسنت علامت‌گذاری شده بودند را با میکروسکوپ کانفوکال تصویر برداری
کردند. تصاویر کرم‌ها نشان داده‌اند که آنها از لحاظ ژنتیکی مشابه یکدیگر هستند، اما بیان ژن آنها در واکنش به استرس با یکدیگر تفاوت دارد.
هر چه دانش پژوهشگران از فرایند پیری از طریق کرم‌ها و مدل‌های آزمایشی دیگر بیشتر شود، چشم‌انداز روشن‌تری از رخدادهای درون بدن ما ارائه می‌دهند و می‌توانند سلامتی را در دوران پیری در وضعیت بهتری حفظ کنند.
***
گروهی از ژن‌ها که در ساخت اجزای سلول‌های ما نقش مهمی دارند، همچنین می‌توانند بر طول عمر ما تأثیر بگذارند و آن را بیشتر کنند. این ژن‌ها پیش‌تر در موجودات کوچک یافت شده‌اند و عاملی هستند برای طول عمر بیشتر آنها. برای مثال، باعث می‌شوند مگس میوه ۱۰ درصد بیشتر از مدت عادی به زندگی ادامه دهد. اما دانشمندان اکنون برای نخستین بار رابطه‌ای بین این ژن‌ها و انسان نیز کشف کرده‌اند.
پژوهش‌های پیشین حاکی از این هستند که سرکوبی ژن‌های خاصی که در تولید پروتئین درون سلولی نقش دارند می‌تواند طول عمر ارگانیسم‌هایی مثل مخمر، کرم و مگس را افزایش دهد. اما در انسان، عدم عملکرد و سرکوبی این ژن‌ها موجب بروز بیماری می‌شود، مثل اختلالات رشدی که به آنribosomopathy می‌گویند .
اما از سویی دیگر، سرکوب کردن این ژن‌ها طول عمر انسان را بیشتر می‌کند، شاید به این دلیل که در اوایل زندگی بیشترین فایده را برای بدن دارند و کم شدن تأثیر آنها در سال‌های بعدی زندگی مشکلی ایجاد نمی‌کند.
این ژن‌ها در دستگاه تولیدکننده پروتئین، درون سلول‌های ما فعالیت می‌کنند و این وظیفه آنها برای زنده ماندن ما ضروری است. اما در سنین بالاتر دیگر به این مقدار تأثیر اولیه آنها نیاز نداریم. این ژن‌ها نمونه‌ای از ژن‌هایی هستند که پدیده «چند نمودی مخالف»(antagonistic pleiotropy)را از خود نشان می‌دهند. چند نمودی به معنای تظاهرات چندگانه رخ نمودی یک ژن است. در این پدیده، ژن‌هایی که موجب کوتاه شدن عمر ما می‌شوند از طریق تکامل انتخاب شده‌اند، چون علی‌رغم این ویژگی، وجودشان در سال‌های نخستین زندگی یعنی کودکی نقش مهمی در رشد ما ایفا می‌کند.
پژوهشگران کالج دانشگاهی لندن (UCL)داده‌های ژنتیکی مطالعات پیشین که متعلق به ۱۱۲۶۲ فرد با طول عمر بسیار طولانی بودند را مرور کردند. این افراد نسبت به هم سن و سال‌های خودشان بیشتر عمر کرده بودند. بررسی داده‌های آنها نشان داد افرادی که فعالیت این ژن‌ها در بدن آنها کم بود، زندگی طولانی‌تری داشتند. این ژن‌ها به دو عامل مرتبط هستند: نخست، دو آنزیم آر اِن اِی پلیمراز که آر اِن اِی‌های
انتقالی و ریبوزومی به نام‌هایPol I و Pol IIIرا رونویسی می‌کنند و دوم بیان ژن‌های تولیدکننده ریبوزوم پروتئینی.
این ژن‌ها فقط زمانی که در اندام‌های معینی بیان می‌شوند تأثیر دارند؛ چربی شکمی، کبد و ماهیچه‌های اسکلتی از آن جمله هستند. به علاوه، تأثیر آنها بر طول عمر، محدود به ارتباطشان با بیماری‌های ناشی از پیری نیست.
داروهایی مثل «راپامایسین» که تنظیمکننده دستگاه ایمنی هستند رویPol III تأثیر می‌گذارند و آن را سرکوب می‌کنند. این قبیل داروها می‌توانند در برخورداری از عمر طولانی‌تر نقش داشته باشند.
بدون شک پژوهش روی سن موجودات آزمایشگاهی مانند مگس و پژوهشی که روی سن انسان انجام شود مجزا از یکدیگر هستند. در مورد مگس‌ها، پژوهشگران می‌توانند به‌طور آزمایشی ژن‌های پیری را دستکاری کنند و مکانیسم‌های آنها را مورد بررسی قرار دهند، اما هدف اصلی آنها این است که بدانند پیری چگونه در بدن انسان رخ می‌دهد.
پیری یک فرایند فوق‌العاده پیچیده است که در طول آن هزاران ژن بر سلامتی ما تأثیر می‌گذارند. یافتن توضیحی برای فرایندهایی که طی پیر شدن سلامتی را از انسان سلب می‌کنند و هدف گرفتن آنها همواره برای دانشمندان یک چالش بزرگ بوده است.
آنها از جانوران آزمایشگاهی ساده و کوچک مانند کرم‌های نماتود با نام علمی C. elegansاستفاده می‌کنند تا اطلاعاتی را به‌دست آورند که به مطالعات روی پیری انسان کمک کنند، چرا که بسیاری از ژن‌ها یا در گونه‌های مختلف مشترک است یا رونوشتی از آنها در گونه‌های مختلف یافت می‌شود.
با این حال، در مطالعه پدیده پیری روی مدل‌های آزمایشگاهی، دشواری‌های مفهومی و فنی وجود دارد. به‌طور معمول، برای مطالعه عملکرد ژن‌ها، آنها را از کار می‌اندازند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد. قطع عملکرد بعضی از ژن‌ها موجب می‌شود طول عمر نماتودها بسیار زیاد شود. پیچیدگی که در ورای فرایند پیری وجود دارد به این معنی است که صرفاً بررسی چند عدد ژن آن هم به‌طور جداگانه برای کشف علت‌ها و عوامل مداخله‌کننده در این فرایند کافی نیست و تمامی این سیستم باید مورد موشکافی قرار گیرد.
از این رو، دانشمندان اسپانیایی «دانشگاه روویرا ای ویرجیلی» شبکه گسترده‌تری برای ژن‌هایی که در طول عمر تأثیر دارند در نظر گرفته‌اند. آنها بزرگ‌ترین شبکه تعاملات تنظیمکننده ژن را که در نماتود الگانس «با نام علمیC. elegans»با طول عمر زیاد مشاهده شد ایجاد کردند. در این شبکه، رابطه بین ژن‌ها با خطوط نشان داده شدند و اطلاعاتی که بین ژن‌ها رد و بدل می‌شود در لایه‌های مختلف نشان داده شدند. آنها دریافتند که بیشتر ژن‌های مهم و کلیدی دخیل در افزایش طول عمر متعلق به عوامل مرتبط با رونویسی ژن و نیز ژن‌های متابولیکی هستند.
پس از حذف کردن ژن‌های کم‌اهمیت‌تر و باقی ماندن ژن‌های مهم‌تر، آنها توانستند در آزمایشگاه روش «نمایش ژنتیکی»(genetic screen)
را برای شناسایی و گزینش ژن‌ها راه‌اندازی کنند. این کار به آنها کمک می‌کند تا معلوم کنند کدام ژن‌ها بیشترین تأثیر را بر طول عمر دارند. نتیجه کاربرد این روش این بود که ۵۰ ژن جدید مرتبط با پیری در کرم‌های نماتود شناسایی شدند که ۴۳ ژن از میان آنها در انسان معادل داشتند.
