Mis juhtub geenidega pärast surma

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Mõned rakud jäävad aktiivseks päevadeks või isegi nädalateks pärast keha surma.

Kuidas seda küsimust uuriti

Enne kui me saame iseendaks, enne kui meil on aju, töötavad meie rakud juba aktiivselt: nad jagunevad, eristuvad, moodustavad "telliseid", mis seejärel volditakse terveks organismiks. Kuid selgus, et nad mitte ainult ei aima end ette, vaid elavad meist üle.

Kõik sai alguse Thanatotranscriptome uuringutest: geenid, mida geneetika Aleksander Požitkov avaldas aktiivselt pärast organismi surma. 2009. aastal asus ta uurima sebrakalade RNA-d pärast nende surma. Nende troopiliste kalade embrüod on läbipaistvad ja sobivad vaatlemiseks ideaalselt, mistõttu neid hoitakse paljudes laborites. Požitkov pani kalad jäävette, mis viis nende surma, ja viis nad seejärel tagasi akvaariumi tavapärase veetemperatuuriga - 27, 7 ℃.

Järgmise nelja päeva jooksul võttis ta akvaariumist välja mitu kala, külmutas need vedelas lämmastikus ja uuris nende messenger RNA-d (mRNA). Need filamentsed molekulid osalevad valkude sünteesis. Iga mRNA ahel on DNA tüki koopia. Seejärel uuris Požitkov ka hiirte mRNA-d.

Koos biokeemiku Peter Noble'iga analüüsis ta mRNA aktiivsust pärast surma ja avastas üllatava fakti. Nii kaladel kui ka hiirtel valkude süntees langes ootuspäraselt. Kuid mRNA koguse järgi otsustades võimendub transkriptsiooniprotsess (geneetilise informatsiooni ülekandmine DNA-lt RNA-le) umbes ühes protsendis geenidest.

Mõned geenid jätkasid tööd isegi neli päeva pärast organismi surma.

Teised teadlased uurisid inimese koeproove ja avastasid sadu geene, mis jäävad aktiivseks ka pärast surma. Näiteks kasvas kasvu stimuleeriva geeni EGR3 ekspressioon (ehk päriliku teabe muundumine RNA-ks või valguks) nelja tunni pärast. Teiste geenide aktiivsus on kõikuv, sealhulgas CXCL2. See kodeerib valku, mis annab signaali valgetele verelibledele, et nad liiguvad infektsiooni ajal põletikukohta.

See ei ole ainult erinevate geenide transkriptsioonide erineva kiirusega lõpuleviimise tulemus, ütleb uuringujuht Pedro Ferreira. Mingi protsess reguleerib aktiivselt postuumset geeniekspressiooni.

Pärast organismi surma surevad esimesena kõige olulisemad, energiamahukamad rakud – neuronid. Kuid perifeersed rakud jätkavad oma tööd päevade või isegi nädalate jooksul, sõltuvalt temperatuurist ja keha lagunemisastmest. Teadlastel õnnestus fibroblastilaadsete rakkude taastamine külmkapis hoitud kitse nahast kuni 41 päeva pärast looma surma, et eraldada elusrakukultuurid kitsekõrvadest 41 päeva pärast looma surma. Need olid sidekoes. Need rakud ei vaja palju energiat ja tavalises külmikus püsisid nad 41 päeva.

Rakutasandil ei oma organismi surm tähtsust.

Mis täpselt põhjustab postuumset geeniekspressiooni, pole veel teada. Tõepoolest, pärast surma lakkab hapnik ja toitained rakkudesse voolamast. Noble'i ja Pozhitkovi uus uuring "Eriloomulised järjestuse mustrid aktiivses surmajärgses transkriptsioonis" võib seda küsimust valgustada.

Kasutades kalade ja hiirte algandmeid, leidis Noble, et pärast surma aktiivne mRNA erines teistest rakkudes leiduvatest mRNA-dest. Umbes 99% RNA transkriptidest rakkudes hävib kiiresti pärast organismi surma. Ülejäänud 1% sisaldab teatud nukleotiidjärjestusi, mis seostuvad pärast transkriptsiooni mRNA-d reguleerivate molekulidega. Tõenäoliselt toetab see postuumset geenitegevust.

Teadlased usuvad, et see mehhanism on osa raku reaktsioonist, kui keha saab tõsistest vigastustest taastuda. Võimalik, et surmavalves rakud üritavad "avada kõik klapid", et teatud geenid saaksid avalduda. Näiteks geenid, mis reageerivad põletikule.

Miks see oluline on

Surmajärgse geenitegevuse taga olevate mehhanismide mõistmine mõjutab elundite siirdamist, geeniuuringuid ja kohtuekspertiisi. Näiteks Pedro Ferreira ja tema kolleegid suutsid täpselt määrata organismi surmaaja, tuginedes ainult postuumsetele muutustele geeniekspressioonis. See võib olla kasulik mõrvade uurimisel.

Selle katse käigus teadsid teadlased aga, et uuritavad koed kuuluvad ilma patoloogiateta doonoritele ja neid hoiti ideaalsetes tingimustes. Reaalses elus võivad RNA transkriptsiooni mõjutada paljud tegurid, alates kehas esinevatest haigustest kuni ümbritseva õhu temperatuuri ja proovide võtmiseni kulunud ajani. Seni pole see uurimismeetod kohtumenetluses kasutamiseks valmis.

Noble ja Pozhitkov usuvad, et need avastused on kasulikud ka elundisiirdamisel.

Doonorite elundid on mõnda aega väljaspool keha. Võib-olla hakkab neis olev RNA saatma samu signaale, mis surma puhul. Požitkovi sõnul võib see mõjutada uue organi saanud patsientide tervist. Võrreldes üldpopulatsiooniga on neil suurem esinemissagedus vähktõvesse. Võib-olla pole asi immuunsüsteemi pärssivates ravimites, mida nad peavad võtma, vaid siirdatud elundi surmajärgsetes protsessides. Täpsed andmed veel puuduvad, kuid teadlased kaaluvad elundite säilitamist siirdamiseks mitte külmas, vaid kunstlikul elu toetamisel.