Beyin yaşlanmasının sıkışmış protein fabrikaları tarafından yönlendirilebileceği keşfi, yaşlandıkça keskin kalmamıza yardımcı olmanın daha iyi yollarına yol açabilir
MRNA’dan bir protein (kırmızı) üreten bir ribozom (merkez). Koyu mor teller, protein üretiminde de yer alan transfer RNA’yı temsil eder
Hücrelerde diğer birçok yaşlanma sürecinin altında yatan hücresel yaşlanmanın temel bir nedenini keşfetmiş olabiliriz.
Killifish adı verilen tatlı su balığı beyinlerinin bir çalışması, yaşlandıkça, hücrelerdeki protein yapım fabrikalarının, önemli bir protein sınıfı yaparken sıkışmaya başladığını ve kısır bir düşüş döngüsüne neden olduğunu göstermiştir.
Leibniz Yaşlanma Enstitüsü’nden Alessandro Cellerino, keşif beyin yaşlanmasının mücadelesinin yeni yollarına yol açabilir. “Çoğunlukla bilişin iyileştirilmesi veya ömür boyu artan bilişsel çürümeyi önlemekten bahsediyoruz” diyor.
Protein yapmak için tarifler hücrelerimizde DNA’da saklanır. Bir proteine ihtiyaç duyulduğunda, bu tariflerin kopyaları mRNA adı verilen bir tür moleküle kopyalanır.
MRNA kopyaları düzenlenir veya eklenir ve mRNA moleküllerine bağlanan ve bunlar boyunca hareket eden, üç harfli kodonları okuyan ve bunları proteini oluşturan bir amino asit dizisine çeviren protein yapım fabrikalarına gönderilir.
Normalde, ne kadar çok mRNA kopyası varsa, bir protein o kadar çok üretilir. Ancak giderek artan sayıda çalışma, insan hücreleri yaşlandıkça bu korelasyonun bozulduğunu göstermiştir, bu nedenle bir protein üretiminin mRNA miktarında azalmaya rağmen azalabileceğini göstermiştir.
Cellerino ve ekibi, bunun neden yaşlandıkça Killifish beyinlerinde ribozomları inceleyerek neden olduğunu öğrenmiş olabilirler. Araştırmacılar, her ribozomun bağlı olduğu mRNA boyunca ne kadar ilerlediğine dair bir görüntü almalarına izin veren bir teknik kullandılar.
Buldukları şey, killifish’in beyinleri yaşlandıkça, amino asitleri arginin ve lizin belirleyen kodonlara, şans eseri beklenenden çok daha fazla ribozom vardı. Bu, ribozomların bu kodonlarda durduğu ve protein tamamlanmadan önce üretimi durdurduğu anlamına gelir.
Arginin ve lizin, her ikisi de negatif yüklü olan DNA veya RNA’ya bağlanan proteinlerde bol miktarda pozitif yüklü amino asitlerdir. Bu, durmadan etkilenmesi muhtemel bu DNA ve RNA bağlayıcı proteinler olduğu anlamına gelir.
Bu bir sorundur, çünkü bu proteinler RNA yapmak, RNA’ları eklemek, DNA hasarını onarmak vb.
Cellerino, “Yaşlanma ile DNA hasarı olduğu, daha az RNA üretimi olduğu, daha az ekleme olduğu, daha az protein üretimi olduğu biliniyor” diyor Cellerino. “Önerdiğimiz, bu ribozom durma fenomeninin tüm bu farklı yaşlanma göstergelerini birleştirdiği.”
Dahası, ribozomların kendileri RNA bağlayıcı proteinler içeriyor. “Yani, mRNA’larda ribozomal proteinler için kod veren, daha az protein sentezine neden olan ribozomal proteinler için duran bu kısır döngü var.”
Şimdi en büyük soru, ribozomal durmanın insan beyinlerinde olup olmadığıdır. Bu yılın başlarında, California San Diego Üniversitesi’ndeki Gene Yeo, RNA bağlayıcı proteinlerin yaşlandıkça insan nöronlarında tükendiğini gösterdi. Bu kapsamda bulguları Cellerino ile uyumlu, ancak neden henüz açık değil. “RNA bağlayıcı proteinlerin neden değiştirildiğini anlıyoruz.”
Bulgular insanlar için geçerlise, yaşa bağlı beyin koşulları için yeni tedavilere yol açabilir. Killifish’te, ribozomların durdurulması ayrıca inflamatuar bir yanıt üreten bir alarm sinyalini de tetikler. Cellerino, “Bu yolun sürekli aktivasyonu kronik iltihaplanmaya neden oluyor” diyor. “Kronik inflamasyon yaşlanmada, özellikle beyinde çok önemli bir faktördür.”
Cellerino, bu sinyal yolunu engelleyebilecek ve bu nedenle bu tür koşulları ortadan kaldırmaya yardımcı olabilecek deneysel ilaçlar var.
“Ama ömür boyu, gerçekten bir şey söylemek için çok erken” diyor. Bunun nedeni, ribozomların belirli amino asitlerde durmaya başlamasının nedeni henüz anlaşılmamıştır ve aynı durma işleminin tüm organlarda olup olmadığı da açık değildir.
