Att förstå de faktorer som styr åldrandet har varit en av mänsklighetens oändliga sysslor, från den mystiska ungdomskällan till praktiska hälsosamma regimer för att förlänga livslängden.

Ett team av forskare vid University of California San Diego har hjälpt till att dechiffrera dynamiken som styr hur våra celler åldras, och med det konsekvenser för att förlänga mänsklig livslängd. Som beskrivs i en studie publicerad i Förfaranden från National Academy of Sciences , en grupp ledd av biolog Nan Hao använde en kombination av teknik inom teknik, datavetenskap och biologi för att analysera molekylära processer som påverkar åldrandet.

När cellerna åldras, skador i deras DNA ackumuleras över tiden, som leder till sönderfall i normal funktion och så småningom leder till döden. En naturlig biokemisk process som kallas "kromatin -tystnad" hjälper till att skydda DNA från skador. Ljuddämpningsprocessen omvandlar specifika DNA -områden från ett löst, öppet tillstånd till ett slutet, sålunda skyddar DNA -regioner. Bland de molekyler som främjar tystnad finns en familj av proteiner - i stor utsträckning konserverade från bakterier till människor - känd som sirtuins. Under de senaste åren har kemiska aktivatorer av sirtuiner har fått stor uppmärksamhet och marknadsförs som näringsläkemedel för att underlätta kromatins tystnad i hopp om att bromsa åldrandet.

Men samtidigt, forskare har funnit att sådan kromatindämpning också hindrar de skyddade DNA -regionerna från att uttrycka RNA och proteiner som utför biologiska funktioner, och som resultat, överdriven tystnad kan spåra ur normal cellfysiologi.

Med hjälp av banbrytande beräkningsmetoder och experimentella metoder i jäst, vilket gjorde det möjligt för forskarna att spåra kromatin -tystnad i oöverträffade detaljer genom generationer under åldrande, UC San Diego -forskarna upptäckte att en fullständig förlust av sådan tystnad leder till accelererad cellåldring och död. Dock, forskarna fann på motsvarande sätt att kontinuerlig kromatin -tystnad också leder cellerna till en förkortad livslängd.

Så är kromatin tysta eller inte tysta svaret på att fördröja åldrandet? Svaret från den nya studien:Båda.

Enligt forskarna, naturen har utvecklat ett smart sätt att lösa detta dilemma.

"Istället för att stanna i tystnads- eller tystningsförlustläge, celler växlar sitt DNA mellan de öppna (tystnadsförlusterna) och stängda (tysta) tillstånden regelbundet under åldrandet, "sa Hao." På detta sätt, celler kan undvika en längre tid i båda tillstånden, vilket är skadligt, och upprätthålla en tidsbaserad balans som är viktig för deras funktion och livslängd. "

Eftersom de utförde sina experiment med jäst, forskarna säger att analysera en sådan dynamik hos människor sannolikt kommer att vara mycket mer komplex och kräver mer invecklade studier.

"När cellerna blir gamla, de förlorar sin förmåga att upprätthålla denna periodiska växling, resulterar i åldrade fenotyper och så småningom död, "sa Hao." Implikationen här är att om vi på något sätt kan hjälpa celler att förstärka bytet, särskilt när de åldras, vi kan bromsa deras åldrande. Och denna möjlighet är vad vi för närvarande eftersträvar. "

Hao krediterar resultaten till ett tvärvetenskapligt team av UC San Diego -forskare som har kompletterande expertis och delar ett gemensamt intresse för studier av åldrande, inklusive lärare, studenter och postdoktorer. Förutom Haos expertis inom molekylärbiologi/kvantitativ biologi, andra fakultetsmedlemmar i teamet inkluderar Lorraine Pillus (Molecular Biology), Jeff Hasty (Molecular Biology/Bioengineering) och Lev Tsimring (BioCircuits Institute). De PNAS papper markerar de första viktiga resultaten från samarbetet.

"Jag tror att detta samarbete kommer att producera många nya insikter inom en nära framtid som kommer att förändra vår förståelse för åldrande grundbiologi och kommer att leda till nya strategier för att främja livslängd hos människor, "sa Hao.