זיקנה ומבנה הכרומטין

איך שינויים במבנה ה-DNA שלנו גורמים לזיקנה? האם נכון לראות את החיים שלנו כפתיל של נר דולק?

במאמר שבוחן תאי גזע במוח ניתן הסבר אפשרי לאחד ממנגנוני הזיקנה.

תאי גזע עצביים (NSCs) במוח מבוגר נמצאים ברובם במצב רדום ודורשים תכנות מחדש כדי להתרבות ולהתמיין מחדש. דבר זה נחוץ בכדי ליצור תאי עצב חדשים וכך לאפשר תיקון נזקים וגם למידה מחדש. 

בעבודה זו זיהו החוקרים כי יש הבדלי נגישות לכרומטין בין תאי גזע/אב עצביים ראשוניים במצב רדום לבין תאי גזע פעילים. מצב הכרומטין קשור לבקרת ביטוי גנים. כרומטין פתוח באזור של גן מסויים יאפשר ביטוי של גן בעוד שכרומטין ארוז ימנע את ביטויו.

מסתבר שאתרים רבים שהופכים נגישים במהלך הפעלת תאי אב מקושרים לדיכוי גנים הקשורים להשתקה של מסלולים מטאבוליים שונים בעוד שבתאי גזע רדומים\מבוגרים אזורי כרומטין הקשורים לתפקודים מטבוליים ותעתיקים הקשורים לגורמי שעתוק עיקריים מאבדים נגישות, דבר המצביע על תפקוד לקוי של ץאי האב הקשור לגיל.

למעשה מצב הכרומטין (נגיש\ארוז) מווסת את המעבר בין תאי אב רדומים לתאים פעילים (ולהפך), וכיצד מתג זה מושפע עם הגיל.

ניתן לומר כי חלק מהבסיס במולקולרי לזיקנה מבוסס על שינויים במבנה הכרומטין דבר שגורם לפחת בפעילות התאים וכך לזמינות נמוכה של תאים היכולים ליצור תאי עצב חדשים.

איך מבנה הכרומטין משתנה? התשובה לכך היא כניראה הוספת מולקולות של מתיל (CH3) על חלק מבסיסי ה-DNA. קיימים חלבונים הנקראים היסטונים שאחראים על אריזת ה-DNA, חלבונים אלה ניקשרים לאזורים של DNA ממותל וכך אורזים\דוחסים אותו. מבנה הכרומטין משתנה כל הזמן אולם אם נחשוב על איך תהליך הזיקנה עובד, ניתן לדמות אותו כהוספה מתמדת של קבוצות מתיל ל-DNA דבר שגורם לכרומטין להיות פחות נגיש וכך "מרדים" את התאים ומונע התחדשות. זהו מנגנון מובנה וחיוני בגוף שלנו, מצד אחד מאפשר התמינות תאים ויצירת רקמות שונות בגוף ומצד שני מביא לבסוף להפסקת פעילות התא ולבסוף למוות.