Was können Würmer erzählen Sie uns über das menschliche Altern? Viel mehr, als du denkst; wie die Forschung, geführt vom Babraham-Institut, aber unter Einbeziehung von Forschern aus mehreren Disziplinen zusammen gezogen aus der ganzen Welt gezeigt hat. In einem cluster von Papieren, die neueste von denen, die heute veröffentlicht in Frontiers in Molecular Biosciences, die Forscher beschreiben, wie eine gemeinsame Anstrengung entwickelt hat, eine einzige vereinbarten Modell der metabolischen Fluss in einem winzigen Wurm namens C. elegans, und wie Babraham Institute Forscher haben dieses Modell zu verstehen, mehr über die Verbindung zwischen Stoffwechsel und Alterung.
Stoffwechsel Brennstoffe Leben; Umwandlung von Nahrung in Energie für zelluläre Prozesse und die Gewährleistung der Versorgung der Bausteine zum erfüllen der Organismus braucht. Wichtiger ist, spielt der Metabolismus eine wichtige Rolle bei der Modulation Langlebigkeit, wie viele der Gene, die bekannt sind, um zu verlängern Lebensdauer tun, durch die Veränderung und den Fluss von Energie und Signalen in der Zelle und zwischen den Geweben. Es ist die Vorführung dieser Beziehung gezeigt, die durch den Einfluss von Ernährung und schweren Kalorienaufnahme auf die Lebenserwartung in vielen Organismen, einschließlich des Menschen.
C. elegans ist einer der besten Modell-Organismen zu untersuchen, den Prozess der Alterung, weil Ihre kurze Lebensdauer (2-3 Wochen) und leicht verfügbaren genetischen Werkzeuge. Es teilt auch viele seiner Kern-Stoffwechselwege mit den Menschen und viele der wichtigsten genetischen Spieler bei der Bestimmung der Lebensdauer der Würmer gefunden worden sind, das gleiche zu tun, in den Menschen.
„Eine große Barriere für die volle Nutzung des Potentials von C. elegans als ein recherche-tool war der Mangel von einem Modell vereint alles, was bekannt war, über C. elegans metabolism“, sagt Janna Hastings, ein Doktorand in der Casanueva-Labor des Babraham Institute. „Um dies zu überwinden, initiierten wir eine Globale Teamarbeit, die Vereinbarkeit bestehender und widersprüchliche Informationen über Stoffwechselwege in C. elegans zu einer einzigen Gemeinschaft vereinbarten Modell ins Leben gerufen und die daraus resultierenden WormJam Ressource in 2017.“
Die Casanueva lab am Babraham-Institut die Verwendung von C. elegans zu verstehen, wie der Stoffwechsel verändert sich während des normalen Alterns und der, wie eine Vielzahl von Interventionen, die Veränderung der metabolischen Flüsse erstrecken kann, die Länge und Qualität des Lebens. Körperliche Veränderungen deutlich in der Alterung Würmer weisen auf den Verlust des zentralen metabolischen Funktionen, wie die Würmer Alter. Das entwickelte Stoffwechsel-Modell war wertvoll für Ihre Forschung, sondern hatte eine wichtige Einschränkung; es am besten reflektiert, was war passiert während der Wachstumsphase von C. elegans, die nicht die phase der Reifung.
„Eine der wichtigsten Herausforderungen, mit denen wir konfrontiert, wenn das Studium Alterung ist, dass die Modellierung verfügbaren tools sind optimiert für Tiere oder Zellen, die in den Prozess der Anbau, was nicht passiert ist in der gealterten Tiere“, erklärt Dr. Olivia Casanueva, Gruppenleiter in der Epigenetik Programm am Babraham Institute.
Konfrontiert mit dieser Herausforderung, die Forscher re-optimiert die modelling-tool mit Daten aus der multi-omic-Quellen (sowohl transcriptomics und metabolomics) und waren in der Lage, passen Sie die Werkzeug zur Untersuchung der metabolischen Flüsse während der Alterung.
Die Relevanz des Modells für das Verständnis der metabolischen Veränderungen, die auftreten, während der Alterung wurde überprüft im Labor durch Untersuchung der Alterung von worms. Die Forschung identifiziert eine Reihe von Metaboliten, die deutlich mit dem Alter ändern und offenbarte einen Rückgang der mitochondrialen Funktion mit dem Alter.
Mitochondrien sind das Kraftwerk, das an der Energiegewinnung in der Zelle und deren fallende Funktion bei älteren Menschen zentrale zu Alterung und viele altersbedingte Krankheiten wie Alzheimer. Die Forscher gefragt, ob die neuen, optimierten tools könnte, vorauszusagen, welche Metaboliten von den Mitochondrien könnte betroffen sein durch das Alter.
„Die Modell-Prognose war ziemlich genau, wie es vorausgesagt, dass Oxalacetat-eine wichtige Ressource für die Produktion von Energie, war immer die Begrenzung im Alter von Würmern“, sagte Dr. Casanueva. „Wir wissen, dass alle Metaboliten ergänzt werden kann, um die Nahrungsquelle für die Reifung der Würmer, Oxalacetat ist ein Metabolit, produziert die meisten robust-Effekt-Verlängerung der Lebensdauer um bis zu 20%.“
Also, was können Würmer erzählen Sie uns über das menschliche Altern? Viel mehr jetzt, Dank der WormJam Modell und die anschließende Entwicklung zur Anpassung dieses für Alterns-Studien.
„Diese re-Optimierung des Modells für die Reifung der Tiere stellt einen erheblichen technischen Fortschritt für das Feld und ermöglichen genauere Prognosen der metabolischen Flüsse im Laufe des Alterns“, schließt Dr. Casanueva. „Durch die Entwicklung unseres Verständnisses der experimentellen Modell des Alterns, können wir gewinnen einen wertvollen Einblick in was geschieht in den Menschen — ein Schritt, um gesünder zu Altern.“