Ölümden Sonra Genlere Ne Olur?

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Bazı hücreler, vücut öldükten sonra günler hatta haftalarca aktif kalır.

Bu soru nasıl çalışıldı

Biz kendimiz olmadan önce, bir beynimiz olmadan önce, hücrelerimiz aktif olarak çalışıyorlar: bölünüyorlar, farklılaşıyorlar, "tuğlalar" oluşturuyorlar ve daha sonra bütün bir organizmaya katlanacaklar. Ancak sadece kendimizi tahmin etmekle kalmayıp, aynı zamanda bizden daha uzun yaşadıkları ortaya çıktı.

Her şey Thanatotranscriptome çalışmaları ile başladı: genetik Alexander Pozhitkov tarafından organizmanın ölümünden sonra aktif olarak ifade edilen genler. 2009 yılında, zebra balıklarının ölümünden sonra RNA'sını incelemeyi üstlendi. Bu tropikal balıkların embriyoları şeffaftır ve gözlem için idealdir, bu nedenle birçok laboratuvarda tutulurlar. Pozhitkov, balıkları buzlu suya koydu, bu da ölümlerine yol açtı ve ardından onları normal su sıcaklıkları - 27, 7 ℃ ile akvaryuma geri verdi.

Sonraki dört gün boyunca akvaryumdan birkaç balık çıkardı, onları sıvı nitrojende dondurdu ve haberci RNA'larını (mRNA) inceledi. Bu filamentli moleküller, proteinlerin sentezinde yer alır. Her mRNA dizisi, bir DNA parçasının bir kopyasıdır. Ardından Pozhitkov, farelerin mRNA'sını da araştırdı.

Biyokimyacı Peter Noble ile birlikte ölümden sonra mRNA'nın aktivitesini analiz etti ve şaşırtıcı bir gerçeği keşfetti. Hem balıklarda hem de farelerde protein sentezi beklendiği gibi azaldı. Bununla birlikte, mRNA miktarına bakılırsa, transkripsiyon süreci (DNA'dan RNA'ya genetik bilginin transferi) genlerin yaklaşık yüzde birinde büyütülür.

Bazı genler, organizmanın ölümünden dört gün sonra bile çalışmaya devam etti.

Diğer bilim adamları insan doku örneklerini incelediler ve ölümden sonra aktif kalan yüzlerce gen keşfettiler. Örneğin dört saat sonra büyümeyi uyaran EGR3 geninin ifadesi (yani kalıtsal bilginin RNA veya proteine dönüştürülmesi) arttı. CXCL2 dahil olmak üzere diğer genlerin aktivitesi dalgalanıyor. Enfeksiyon sırasında beyaz kan hücrelerinin iltihaplanma bölgesine gitmesi için sinyal veren bir proteini kodlar.

Çalışma direktörü Pedro Ferreira, bunun sadece farklı gen transkripsiyonlarının farklı oranlarda tamamlanmasının sonucu olmadığını söylüyor. Bir tür süreç, ölümden sonra gen ekspresyonunu aktif olarak düzenler.

Bir organizmanın ölümünden sonra, ilk ölenler en önemli, en enerji yoğun hücrelerdir - nöronlar. Ancak çevresel hücreler, vücudun sıcaklığına ve ayrışma derecesine bağlı olarak günler hatta haftalarca görevlerini yapmaya devam eder. Araştırmacılar, hayvan ölümünden 41 gün sonra keçi kulaklarından canlı hücre kültürleri çıkarmak için 41 gün hayvan ölümüne kadar soğutulmuş keçi derisinden fibroblast benzeri hücrelerin geri kazanılmasında başarılı oldular. Bağ dokusu içindeydiler. Bu hücreler çok fazla enerji gerektirmez ve normal bir buzdolabında 41 gün hayatta kalırlar.

Hücresel düzeyde, bir organizmanın ölümü önemli değildir.

Ölümden sonra gen ekspresyonuna tam olarak neyin neden olduğu henüz bilinmiyor. Gerçekten de, ölümden sonra oksijen ve besinler hücrelere akmayı durdurur. Noble ve Pozhitkov tarafından yapılan yeni bir çalışma, aktif ölüm sonrası transkriptomdaki Farklı dizilim modelleri, bu soruya ışık tutabilir.

Noble, balık ve farelerden alınan orijinal verileri kullanarak, ölümden sonra aktif olan mRNA'nın hücrelerdeki diğer mRNA'lardan farklı olduğunu buldu. Hücrelerdeki RNA transkriptlerinin yaklaşık %99'u organizmanın ölümünden sonra hızla yok edilir. Kalan %1, transkripsiyondan sonra mRNA'yı düzenleyen moleküllere bağlanan belirli nükleotid dizilerini içerir. Muhtemelen ölümden sonraki gen aktivitesini destekleyen şey budur.

Bilim adamları, bu mekanizmanın, vücut ciddi yaralanmalardan kurtulabildiğinde hücresel tepkinin bir parçası olduğuna inanıyor. Ölüm sancılarındaki hücrelerin, belirli genlerin ifade edilebilmesi için "bütün kapakçıkları açmaya" çalışıyor olması mümkündür. Örneğin, iltihaplanmaya tepki veren genler.

neden önemli

Postmortem gen aktivitesinin arkasındaki mekanizmaları anlamak, organ nakillerini, genetik araştırmaları ve adli tıpları etkileyecektir. Örneğin, Pedro Ferreira ve meslektaşları, bir organizmanın ölüm zamanını yalnızca gen ifadesindeki ölümden sonra meydana gelen değişikliklere dayanarak doğru bir şekilde belirleyebildiler. Bu, cinayetleri araştırırken faydalı olabilir.

Ancak bu deneyde bilim adamları, incelenen dokuların patolojisi olmayan donörlere ait olduğunu ve ideal koşullarda saklandığını biliyorlardı. Gerçek hayatta, vücuttaki hastalıklardan ortam sıcaklığına ve örneklemeden önce geçen süreye kadar birçok faktör RNA transkripsiyonunu etkileyebilir. Şimdiye kadar, bu araştırma yöntemi yasal işlemlerde kullanıma hazır değil.

Noble ve Pozhitkov, bu keşiflerin organ nakillerinde de faydalı olacağına inanıyor.

Donörlerin organları bir süre vücudun dışında kalır. Belki de içlerindeki RNA, ölüm durumunda olduğu gibi aynı sinyalleri göndermeye başlar. Pozhitkov'a göre bu, yeni bir organ alan hastaların sağlığını etkileyebilir. Genel popülasyona kıyasla kanser insidansı daha yüksektir. Belki de mesele, almaları gereken bağışıklık sistemini baskılayan ilaçlarda değil, nakledilen organdaki ölüm sonrası süreçlerdedir. Henüz kesin bir veri yok, ancak araştırmacılar nakil için organları soğukta değil, yapay yaşam desteğinde saklamayı düşünüyorlar.