Ինչ է տեղի ունենում գեների հետ մահից հետո

2024 Հեղինակ: Malcolm Clapton | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 03:59

Որոշ բջիջներ օրգանիզմի մահից հետո մնում են ակտիվ օրեր կամ նույնիսկ շաբաթներ:

Ինչպես է ուսումնասիրվել այս հարցը

Նախքան ինքներս մեզ դառնալը, մինչև ուղեղ ունենալը, մեր բջիջներն արդեն ակտիվորեն աշխատում են՝ դրանք բաժանվում են, տարբերվում, ձևավորում «աղյուսներ», որոնք հետո կծալվեն մի ամբողջ օրգանիզմի մեջ։ Բայց պարզվեց, որ նրանք ոչ միայն կանխազգում են մեզ, այլեւ մեզնից ավելի են ապրում։

Ամեն ինչ սկսվեց Thanatotranscriptome-ի ուսումնասիրությունից. գեներ, որոնք ակտիվորեն արտահայտված են օրգանիզմի մահից հետո գենետիկ Ալեքսանդր Պոժիտկովի կողմից: 2009 թվականին նա պարտավորվել է ուսումնասիրել զեբրաձկների ՌՆԹ-ն նրանց մահից հետո։ Այս արևադարձային ձկների սաղմերը թափանցիկ են և իդեալական դիտարկման համար, այդ իսկ պատճառով դրանք պահվում են բազմաթիվ լաբորատորիաներում։ Պոժիտկովը ձկներին դրեց սառցե ջրի մեջ, ինչը հանգեցրեց նրանց մահվան, իսկ հետո վերադարձրեց ակվարիում իրենց սովորական ջրի ջերմաստիճանով՝ 27,7 ℃:

Հաջորդ չորս օրվա ընթացքում նա ակվարիումից դուրս բերեց մի քանի ձուկ, սառեցրեց դրանք հեղուկ ազոտի մեջ և ուսումնասիրեց նրանց առաքիչ ՌՆԹ-ն (mRNA): Այս թելիկ մոլեկուլները մասնակցում են սպիտակուցների սինթեզին։ mRNA-ի յուրաքանչյուր շղթան ԴՆԹ-ի մի կտորի պատճենն է: Այնուհետև Պոժիտկովը նաև հետազոտեց մկների mRNA-ն։

Կենսաքիմիկոս Փիթեր Նոբլի հետ նա վերլուծել է mRNA-ի ակտիվությունը մահից հետո և հայտնաբերել զարմանալի փաստ. Ե՛վ ձկների, և՛ մկների մոտ սպիտակուցի սինթեզը, ինչպես և սպասվում էր, նվազել է: Այնուամենայնիվ, դատելով mRNA-ի քանակից, տրանսկրիպցիայի գործընթացը (գենետիկ տեղեկատվության փոխանցումը ԴՆԹ-ից ՌՆԹ) ուժեղացված է գեների մոտ մեկ տոկոսում։

Որոշ գեներ շարունակել են գործել նույնիսկ օրգանիզմի մահից չորս օր անց։

Այլ գիտնականներ հետազոտել են մարդու հյուսվածքի նմուշները և հայտնաբերել հարյուրավոր գեներ, որոնք ակտիվ են մնում մահից հետո: Օրինակ՝ չորս ժամից հետո աճը խթանող EGR3 գենի էքսպրեսիան (այսինքն՝ ժառանգական տեղեկատվության վերածումը ՌՆԹ-ի կամ սպիտակուցի) ավելացել է։ Այլ գեների ակտիվությունը տատանվում է, այդ թվում՝ CXCL2: Այն ծածկագրում է սպիտակուցը, որն ազդանշան է տալիս արյան լեյկոցիտներին վարակման ժամանակ բորբոքման վայր մեկնելու համար:

Սա միայն գեների տարբեր տառադարձումների արդյունք չէ, որոնք կատարվում են տարբեր արագությամբ, ասում է հետազոտության տնօրեն Պեդրո Ֆերեյրան: Ինչ-որ գործընթաց ակտիվորեն կարգավորում է հետմահու գեների արտահայտումը:

Օրգանիզմի մահից հետո առաջինը մահանում են ամենակարևոր, ամենաէներգետիկ բջիջները՝ նեյրոնները։ Բայց ծայրամասային բջիջները շարունակում են իրենց աշխատանքը կատարել օրերով կամ նույնիսկ շաբաթներով՝ կախված ջերմաստիճանից և մարմնի քայքայման աստիճանից։ Հետազոտողներին հաջողվել է վերականգնել ֆիբրոբլաստների նման բջիջները սառնարանում պահվող այծի կաշվից մինչև 41 օր կենդանական մահ՝ կենդանի բջիջների կուլտուրաներ այծի ականջից հանելու կենդանիների մահից 41 օր հետո: Նրանք շարակցական հյուսվածքի մեջ էին։ Այս բջիջները մեծ էներգիա չեն պահանջում, և սովորական սառնարանում նրանք գոյատևել են 41 օր։

Բջջային մակարդակում օրգանիզմի մահը նշանակություն չունի։

Դեռևս հայտնի չէ, թե կոնկրետ ինչն է առաջացնում հետմահու գենի արտահայտումը։ Իրոք, մահից հետո թթվածինն ու սննդանյութերը դադարում են հոսել բջիջներ։ Նոբլի և Պոժիտկովի նոր ուսումնասիրությունը՝ Հատկանշական հաջորդականության օրինաչափություններ ակտիվ հետմահու տրանսկրիպտոմում, կարող է լույս սփռել այս հարցի վրա:

Օգտագործելով ձկների և մկների բնօրինակ տվյալները՝ Նոբլը պարզել է, որ մՌՆԹ-ն, որն ակտիվ է մահից հետո, տարբերվում է բջիջների այլ mRNA-ից: Բջիջներում ՌՆԹ-ի տրանսկրիպտների մոտ 99%-ն արագորեն քայքայվում է օրգանիզմի մահից հետո։ Մնացած 1%-ը պարունակում է որոշակի նուկլեոտիդային հաջորդականություններ, որոնք տրանսկրիպցիայից հետո կապվում են մոլեկուլների հետ, որոնք կարգավորում են mRNA-ն: Հավանաբար դա այն է, ինչ աջակցում է հետմահու գենային ակտիվությանը:

Գիտնականները կարծում են, որ այս մեխանիզմը բջջային արձագանքի մի մասն է, երբ մարմինը կարող է վերականգնվել լուրջ վնասվածքից: Հնարավոր է, որ մահացու վտանգի տակ գտնվող բջիջները փորձում են «բացել բոլոր փականները», որպեսզի որոշակի գեներ արտահայտվեն: Օրինակ, գեները, որոնք արձագանքում են բորբոքմանը:

Ինչու է դա կարևոր

Հետմահու գենային գործունեության մեխանիզմների ըմբռնումը կազդի օրգանների փոխպատվաստման, գենետիկ հետազոտությունների և դատաբժշկական փորձաքննության վրա: Օրինակ՝ Պեդրո Ֆերեյրան և նրա գործընկերները կարողացել են ճշգրիտ որոշել օրգանիզմի մահվան ժամը՝ հենվելով միայն գեների արտահայտման հետմահու փոփոխությունների վրա։ Սա կարող է օգտակար լինել սպանությունները հետաքննելիս:

Սակայն այս փորձի ժամանակ գիտնականները գիտեին, որ ուսումնասիրվող հյուսվածքները պատկանել են դոնորներին՝ առանց պաթոլոգիաների և պահպանվել են իդեալական պայմաններում։ Իրական կյանքում շատ գործոններ կարող են ազդել ՌՆԹ-ի արտագրման վրա՝ սկսած մարմնի հիվանդություններից մինչև շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը և նմուշառումից առաջ անցած ժամանակը: Առայժմ հետազոտության այս մեթոդը պատրաստ չէ դատական գործընթացներում կիրառելու համար:

Նոբլը և Պոժիտկովը կարծում են, որ այս հայտնագործությունները օգտակար կլինեն նաև օրգանների փոխպատվաստման համար:

Դոնորների օրգանները որոշ ժամանակ մարմնից դուրս են։ Հավանաբար, նրանց մեջ ՌՆԹ-ն սկսում է նույն ազդանշաններն ուղարկել, ինչ մահվան դեպքում: Պոժիտկովի խոսքով՝ դա կարող է ազդել նոր օրգան ստացած հիվանդների առողջության վրա։ Նրանց մոտ քաղցկեղով հիվանդացության դեպքերն աճել են ընդհանուր բնակչության համեմատ: Թերևս խոսքը ոչ թե դեղամիջոցների մեջ է, որոնք ճնշում են իմունային համակարգը, որոնք նրանք պետք է ընդունեն, այլ փոխպատվաստված օրգանի հետմահու պրոցեսների մեջ: Դեռևս ստույգ տվյալներ չկան, սակայն հետազոտողները քննարկում են փոխպատվաստման համար նախատեսված օրգանները ոչ թե սառը, այլ արհեստական կենսաապահովման միջոցով պահելը։