فعالیت این پروتئین می‌تواند بر پیری و آلزایمر تأثیر بگذارد

به نظر می‌رسد توده‌ای از پروتئین‌ها مسئول تنظیم میزان ترمیم DNA در بدن ما باشند؛ عاملی که مشخص می‌کند جهش‌های ژنتیکی با چه سرعتی در طول زندگی در سلول‌ها انباشته می‌شوند و در نتیجه می‌تواند بر نرخ پیری و طول عمر اثر بگذارد.

به گفته‌ی تری ایدکر از دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیگو «این یک شاخص بسیار دقیق چه در میان انسان‌ها و چه در دیگر جانوران برای پیش‌بینی طول عمر است.» تیم پژوهشی او امیدوار است داروهایی بیابد که با بهبود سطح ترمیم DNA، توانایی افزایش طول عمر را داشته باشند.

محققان اذعان دارند که شواهد مبنی بر تأثیر این کمپلکس پروتئینی (مجموعه‌ای متشکل از دو یا چند پروتئین که به‌طور فیزیکی با هم تعامل می‌کنند تا یک کارکرد زیستی مشخص را انجام دهند) بر نرخ جهش‌ها قانع‌کننده بوده، اما تأکید می‌کنند که برای اثبات ارتباط مستقیم آن با پیری و طول عمر، تحقیقات بیشتری لازم است.

یکی از توضیحات درباره چرایی پیری این است که فرایند مذکور در نتیجه انباشت جهش‌ها در DNA سلول‌ها رخ می‌دهد. با افزایش این تغییرات، سازوکارهای سلولی بیشتری دچار اختلال می‌شوند و زنجیره‌ای از مشکلات پی‌درپی شکل می‌گیرد. سلول‌ها در واقع گروه‌های ترمیمی ویژه‌ای دارند که آسیب‌های DNA را ترمیم می‌کنند، اما این گروه‌ها همواره به تعداد کافی وجود ندارند. به عبارت دیگر، سطح ترمیم DNA متغیر است و این مسئله عمدتاً ریشه در ژنتیک دارد.

همچنین بخوانید: بی‌خوابی روند پیری مغز را تسریع می‌کند

DREAM؛ فرمانده ترمیم DNA و کلید احتمالی کنترل پیری

اکنون تیم ایدکر شواهد متعددی گردآوری کرده است که نشان می‌دهد کمپلکس پروتئینی موسوم به DREAM نقش تنظیم‌کننده اصلی را ایفا می‌کند که سطح ترمیم را تعیین می‌نماید؛ چیزی شبیه به یک فرمانده برای گروه‌های ترمیم. هر یک از این کمپلکس‌ها که می‌تواند در نسخه‌های متعدد و مشابه در هر سلول وجود داشته باشد، از پیوستن چندین پروتئین مختلف به یکدیگر تشکیل می‌شود و نام اختصاری DREAM برگرفته از حروف نخست اجزای سازنده آن است.

در ابتدا تصور می‌شد که کمپلکس DREAM تنها بر تقسیم سلولی نظارت دارد، اما بعدها مشخص شد که این مجموعه صدها ژن مرتبط با ترمیم DNA از جمله ژن BRCA2 را نیز خاموش می‌کند؛ ژنی که در صورت جهش‌یافتگی خطر ابتلا به سرطان پستان را افزایش می‌دهد.

تیم پژوهشی به رهبری ایدکر ابتدا روشی برای اندازه‌گیری فعالیت DREAM ابداع کرد. آن‌ها بیش از ۳۰۰ ژنی را که تحت کنترل این کمپلکس قرار دارند بررسی کردند و دریافتند هرچه سطح فعالیت این ژن‌ها پایین‌تر باشد، میزان فعالیت DREAM بیشتر است. ایدکر در توضیح یافته‌ها می‌گوید: «آنچه این مطالعه قصد دارد بدون هیچ‌گونه تردید نشان دهد این است که فعالیت بالای DREAM برای فرایند پیری و طول عمر مضر بوده، در حالی که سطح پایین فعالیت آن به افزایش طول عمر کمک می‌کند.»

با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از پژوهش‌های دیگر گروه‌ها روی بیش از ۱۰۰ هزار سلول موش از بافت‌های مختلف، پژوهشگران نشان دادند سلول‌هایی که فعالیت DREAM در آن‌ها بیشتر است، تعداد جهش‌های بالاتری دارند. سپس داده‌های مربوط به ۹۲ گونه پستاندار را تحلیل کردند و ارتباطی قوی میان فعالیت پایین DREAM و حداکثر طول عمر بیشتر شناسایی شد. در بخش دیگری از آزمایش‌ها، داده‌های حاصل از بررسی سلول‌های ۹۰ انسان، شامل ۸۰ فرد مبتلا به بیماری آلزایمر، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و پیوندی میان فعالیت DREAM و خطر ابتلا به این بیماری آشکار شد.

پژوهشگران همچنین موش‌ها را به‌طور ژنتیکی دستکاری کردند تا فاقد کمپلکس DREAM باشند. این کار بسیار دشوار بود، زیرا هر پروتئین سازنده نقش مستقل خود را دارد و افزون بر آن، DREAM در تقسیم سلولی در مراحل اولیه رشد جنینی نقش حیاتی ایفا می‌کند. به همین دلیل موش‌هایی که به‌طور کامل فاقد این مجموعه بودند قادر به بقا نبودند.

برای رفع این مشکل، تیم تحقیقاتی ژن DREAM را هنگامی که موش‌ها ۸ هفته سن داشتند، با استفاده از یک سامانه ژنتیکی وابسته به دارو، حذف کردند. موش‌های دستکاری‌شده در مقایسه با موش‌های دست‌نخورده که بر اثر پیری طبیعی جان سپردند، جهش‌های کمتری نشان دادند؛ به‌عنوان نمونه، در سلول‌های مغزی آن‌ها ۲۰ درصد حذف‌ها و اضافه‌شدن‌های ژنتیکی کمتر مشاهده شد. با این حال این موش‌ها عمر طولانی‌تری پیدا نکردند. ایدکر در این‌باره توضیح داد: «این نتایج هیچ افزایش قابل توجهی در طول عمر نشان نمی‌دهد، زیرا طراحی آزمایش اساساً برای بررسی چنین موضوعی مناسب نبود. اکنون لازم است این پژوهش را به‌گونه‌ای درست طراحی کنیم تا بتوانیم ارتباط آن را با افزایش واقعی طول عمر بررسی کنیم.»

با وجود این، ایدکر معتقد است شواهد ترکیبی یک تصویر روشن ارائه می‌دهند. او گفت «نتایج ما نشان می‌دهد که DREAM یک عامل کلیدی در فرآیند پیری است و بدون شک در انباشت جهش‌های ژنتیکی در طول عمر نقش دارد.»

پدرو د ماگالهاس از دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا نیز می‌گوید «این یافته‌ها جدید و بسیار مهم هستند. داده‌های حاصل از آزمایش‌های موش‌ها نشان می‌دهد که بین DREAM و میزان جهش‌ها رابطه علّی وجود دارد.» اما او تأکید می‌کند که پژوهشگران هنوز ارتباط علّی مستقیمی بین DREAM و فرآیند پیری نشان نداده‌اند. او اظهار داشت «برای اثبات این موضوع، باید نشان داده شود که موش‌هایی که سطح جهش‌های ژنتیکی در آن‌ها کمتر بوده، عمر طولانی‌تری دارند که تاکنون هیچ‌کس چنین چیزی را اثبات نکرده است.»

به همین دلیل، ایده‌ای که بیان می‌کند انباشت جهش‌های ژنتیکی یک عامل کلیدی در پیری بوده هنوز نیازمند اثبات است. طرفداران این نظریه، از جمله ایدکر، اشاره می‌کنند که شرایطی مانند پروگرایا، که افراد در آن به صورت زودرس پیر می‌شوند، شامل کمبود تعمیر DNA هستند. از سوی دیگر، پژوهشگرانی همچون د ماگالهاس به کمبود شواهدی اشاره دارند که نشان دهد انباشت جهش‌ها در پیری طبیعی نقشی دارد، مگر آنکه خطر ابتلا به سرطان افزایش یابد.

حتی اگر کمپلکس DREAM نقش علّی در پیری ایفا کند، عملکردهای متعدد آن باعث می‌شود توسعه درمان‌ها دشوار باشد. زین کوچ، عضو تیم در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، می‌گوید «ممکن است از دست دادن کامل عملکرد DREAM، همانند کاری که ما انجام دادیم، بسیار شدید باشد. مهار جزئی DREAM ممکن است همان محدوده طلایی باشد که بتوان افزایش طول عمر را مشاهده کرد.»

منبع: دیجینوی