Du néolithique au début du XIXe siècle, la durée de vie humaine moyenne ne dépassait pas 30 ans. Même dans les années 1940 relativement récentes, l'espérance de vie en URSS était d'environ 40 ans et, dans les pays les plus favorables de Scandinavie, de 60 ans. Et ce n'est que récemment, grâce au développement rapide de la médecine, que les gens ont commencé à vivre aussi longtemps que jamais auparavant (ils ont même pensé à la transition massive au-delà du centenaire).
Mais, hélas, vivre longtemps ne signifie pas rester fort et en bonne santé. Et aujourd'hui, la majorité des personnes âgées qui ont atteint des années avancées souffrent de maladies chroniques liées à l'âge depuis des décennies, rêvant parfois de quitter ce monde mortel le plus tôt possible.
Les scientifiques sont toujours à la recherche de facteurs biologiques qui entraînent des dommages cellulaires au fil du temps. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université Harvard ont découvert un lien entre le vieillissement et l'un des principaux processus biologiques connus sous le nom d'épissage d'ARN. Cette découverte éclaire non seulement le rôle du mécanisme moléculaire dans le prolongement de la vie, mais laisse également entrevoir la possibilité de l'ajuster pour un vieillissement en bonne santé.
"Ce qui tue les neurones dans la maladie d'Alzheimer est certainement différent des causes des maladies cardiovasculaires, mais le vieillissement est le principal facteur de risque de toutes ces maladies", a déclaré William Mair, auteur principal de l'étude. - Ainsi, l'une des plus grandes questions - y a-t-il un principe général dans le travail des systèmes moléculaires qui permet à de telles maladies de s'implanter dans les organes?
Pour comprendre comment le vieillissement peut être perturbé par l'épissage d'ARN, il convient tout d'abord de rappeler comment sont synthétisées les molécules de protéines, qui sont les principaux éléments constitutifs des cellules du corps humain, et régulent également le fonctionnement des organes et des tissus. Les «recettes» pour leur fabrication sont codées dans le code génétique et sont stockées dans le noyau de chaque cellule, comme dans une bibliothèque.
La création d'une nouvelle protéine commence par le fait que sur la base d'une section distincte d'ADN - un gène, le soi-disant ARN messager est construit, les acides aminés codés dans le code sont assemblés en une protéine.
Mais les gènes, comme les molécules d'ARN construites sur leur base, contiennent des régions non codantes qui doivent être coupées lors de l'épissage avant de commencer la synthèse des protéines.
Une production stable d'ARN et de protéines est essentielle pour rester jeune et en bonne santé, c'est pourquoi les chercheurs voulaient savoir quel effet les changements d'épissage qui se produisent inévitablement avec l'âge ont.
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Mayr et ses collègues ont expérimenté le ver ascaris Caenorhabditis elegans, qui est un organisme modèle traditionnel et quelque peu légendaire en biologie. C'est le premier animal pour lequel le génome a été décodé et une carte complète des neurones du système nerveux a été établie. De plus, le ver rond pourrait devenir la première créature vivante à se rendre sur Mars dans un proche avenir. Il est important que C. elegans possède à peu près le même nombre de gènes que les humains, il est donc largement utilisé dans la recherche génétique.
«Ascaris est un excellent sujet pour les études sur le vieillissement car ces vers ne vivent que trois semaines, et pendant cette période, ils montrent des signes évidents de flétrissement lié à l'âge», explique la première auteure de l'étude, Caroline Heintz. "Par exemple, ils perdent de la masse musculaire, leur fonction reproductrice diminue, leur système immunitaire se détériore et même des rides apparaissent sur leur peau."
Parce que les cellules du ver sont transparentes, les scientifiques ont pu étiqueter des gènes individuels avec des protéines fluorescentes et observer en temps réel comment le processus d'épissage change avec le vieillissement du ver rond. Dans les cinq jours, l'équipe a pu non seulement identifier les individus de la population dans lesquels l'épissage est resté à des niveaux normaux plus longtemps que les autres, mais également prédire avec précision la durée de vie de chaque ver en fonction de la dynamique de ces changements.
«C'est un résultat vraiment intéressant qui suggère qu'un jour nous pourrons peut-être utiliser l'épissage comme biomarqueur pour détecter les premiers signes de vieillissement», dit Heinz. Mais non seulement cela a rendu les scientifiques heureux, mais il y a eu un autre résultat important.
Par la suite, les chercheurs ont développé un système de restrictions alimentaires qui, comme le montrent des travaux antérieurs, peuvent prolonger la vie des vers (et pas seulement). En conséquence, le processus d'épissage des vers ronds est constamment resté au niveau «jeune» et n'a pas changé avec l'âge.
Dans la dernière étape, l'équipe s'est concentrée sur un élément distinct du processus d'épissage appelé facteur d'épissage 1 (SFA-1). Il fait partie du spliceosome, une structure moléculaire massive qui est directement impliquée dans l'élimination des régions non codantes de l'ARN. Il s'est avéré qu'une augmentation du niveau de SFA-1 dans les cellules prolonge la vie des ascaris. Cette découverte est particulièrement importante car un élément similaire est présent dans le mécanisme d'épissage chez l'homme.
«Ces résultats étonnants indiquent que l'épissage modifié de l'ARN peut être l'un des principaux signes du processus de vieillissement», déclare Mayr. "Notre travail ouvre un tout nouveau domaine de recherche qui pourrait nous aider à comprendre comment prolonger la vie et rester en bonne santé."
Plus d'informations sur les travaux des scientifiques américains peuvent être trouvées dans un article publié dans la revue Nature.
