Telomérák: a hosszú élet titka?

Mint a pinty

Tudomány

Eddig azt hihettük, hogy csak úgy élünk bele a vakvilágba, ki tudja, meddig. Pedig úgy tűnik: sok mindent megírtak már rólunk is ama bizonyos nagykönyvben.

A természet, az evolúció összetett és bonyolult folyamata során, sajátos alakú DNS-szövedékekbe, úgynevezett kromoszómákba csomagolta egyes fajok, köztük az ember egyedeiről szóló genetikai információt. Eme kromoszómák meglehetősen sérülékeny objektumok: az embernek 46 (23 pár) van belőlük - akárcsak a mezei nyulaknak, melyekkel amúgy is rokonságban állunk. A fejlettebb (valódi sejtmaggal rendelkező sejtekből álló, eukarióta) organizmusok sejtmagjában található kromoszómák többnyire nyitottak, lineárisak, nagyobb méretűek: az emberé például egyenes DNS-szakaszokból áll - míg a baktériumoké többnyire körkörös és piciny. Éppen ezért az ember és vele együtt más gerinces lények örökítő anyagát speciális szerkezeti elemek őrzik. Ezen fajok kromoszómáinak végén különleges, az elektronmikroszkópos képeken jól látható szekvenciák, úgynevezett telomérák találhatók, melyek funkciója a kromoszóma védelme, az esetleges szerkezeti károsodások megelőzése.

Élethossziglan

A telomérákat - vizuális megjelenésük megtévesztő hasonlatossága, s természetesen a funkcionális rokonság miatt - sokszor hasonlítják a cipőpertli végén található műanyag hengerecskékhez, ami kétségtelenül szemléletes, de magában nem visz közelebb e speciális kromoszomális szerkezeti elemek megértéséhez. Hogy mindez mennyire fontos, jelzi az is, hogy például a 2009-es orvosi Nobel-díjat három olyan kutató (Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider és Jack W. Szostak) kapta, akik kulcsfontosságú szerepet játszottak a telomérák és az őket felépítő enzim, a telomeráz szerepének tisztázásában - a két kutatónőnek 1984-ben jelent meg az első publikációja a telomeráz felfedezéséről. Az ő munkájuk nyomán tudjuk, hogy a telomérák a kromoszómák végein elhelyezkedő DNS-szekvenciák, melyek megvédik őket a degradációtól, miközben nem tartalmaznak a fehérjeszintézishez szükséges információt - ellentétben a kromoszóma más fontos szakaszaival, a sokat emlegetett génekkel. A sejtosztódások során a DNS-polimeráz nevű enzim szintetizálja az új DNS-szálat, ám a kromoszómák végén található nukleotidszekvenciákat már nem képes előállítani, éppen ezért a kromoszómák minden osztódásnál fogynak. El sem tudnánk képzelni, mi történne örökítő anyagunkkal a telomérák, eme mikrobiológiai "koptatók" nélkül (hogy hasonlatunkat ezúttal a szabászat köréből vegyük). Ha a teloméra nem védené a kromoszómákat, akkor "összecsapódnának", és képtelenek lennének funkciójukat betölteni. A három egykori díjazott által is kutatott telomeráz enzim hivatott arra, hogy pótolja a hiányzó szekvenciákat, azaz "megstoppolja" a telomérákat - ám a testi sejtek többségében olyan kis mennyiségben van jelen, hogy az már nem elégséges a pótláshoz. Szerencsére az ivarsejtek, a vérképző és bélhámsejtek, a bőr képzősejtjei bőven tartalmazzák, éppen ezért itt működik is pótlás - ám balszerencsénkre épp így tesz a daganatsejtekben is (mint látni fogjuk, ennek az élet meghosszabbítása szempontjából volna jelentősége). A telomérák rövidülése - pótlás ide vagy oda - párhuzamosan halad a sejtek öregedésével. Mi több, a hipotézisek szerint éppen a folyamatos amortizációjuk vezet ez utóbbihoz. A telomérák hossza és lebomlásuk sebessége határozza meg az öregedési folyamatot, valamint az egyed élettartamát: a kritikus szintet elérő megrövidülésük halálhoz vezet. Másik oldalról a daganatsejtekben olyan jól működik a telomeráz, hogy - vesztünkre - az élettartamuk gyakorlatilag korlátlan. Igaz, ez jó ötletet is adhat a rákkutatóknak: a telomeráz a daganatsejtek gyenge pontja, ha ezt kiiktatjuk, a daganatsejtek is halandók lesznek, és elpusztíthatók.

Madártávlat

Bár az emberi faj tekintetében nem vizsgálták a telomérák hossza és az élettartam kapcsolatát, skót kutatók, a Glasgow-i Egyetem mikrobiológusai szerint a kapcsolat egyértelműen igazolható - zebrapintyek esetén. A skótok több zebrapintyegyed esetében mérték a telomérák hosszát a teljes életidejük alatt - azaz a tojásból való kikelésüktől kezdve természetes úton bekövetkezett pusztulásukig, aminek türelmes kivárásához leginkább a macskák szigorú távoltartása szükséges. A pinty élettartama nem oly könnyen jósolható, mind hinnénk. Akad, amelyik egy évig sem húzza, de akad, amelyik 8-9 éves matuzsálemként fejezi be madáreledel-nassolásban gazdag életét. Nos, a Pat Monaghan professzor által vezetett csapat szerint a fiatal egyedek telomérahosszúságából jó közelítéssel lehet következtetni az élettartamukra - a legjobb, ha 25 napos korukban levett vérből nézzük meg a keresett kiinduló értéket. A kutatók eleve nagy szórást tapasztaltak a madarak teloméraméretei között, ám később úgy látták, hogy rendre a hosszabb "koptatójú" kromoszómával bíró egyedek érték meg a leghosszabb életkort. S hogy ez miért volna releváns ránk, emberekre nézve is? Nos, a skót tudósok - más, köztük magyar kollégáikkal egyetértésben - úgy érvelnek, hogy ebben az esetben egy igen konzervatív, azaz az evolúció során alig változó jellemzőről van szó. Ha tehát igazuk van, akkor csupán meg kell határozni azt az ideális (fiatal) kort, amikor a még ifjú emberpalánta telomérahosszát megmérhetjük, s ebből máris következtetni tudnánk életesélyeire - természetesen valamennyi "zavaró" mellékkörülmény kizárásával. A kalkulációt mindamellett jelentősen megnehezíti, hogy életünk sem más, mint az előbb említett, kísérletünk szempontjából külsődleges momentumok sorozata. De még ha ideális mértékben szűrnénk is eme külső hatásokat, akkor sem kell fatalista módon elhinnünk a genetikai mérnökök tervszámait és határidőit. Némely tudós úgy sejti, hogy a telomérák hosszának változására, a beépített kopásra jócskán hat az egyedet érő stressz, ami fokozná az amortizációt. Akad oly vélemény, mely szerint az idősek között azért felülreprezentáltak a nők, mivel ők relatíve kevésbé veszélyes foglalkozásokat űznek, és kevésbé hódolnak stresszes szenvedélyeknek. Mások rámutatnak: míg megtermékenyítés alkalmából sokkal több XY kromoszómás (fiú) egyed jön létre, addig a születés idejére ez a különbség kiegyenlítődik - azaz a férfiak már a stresszes hobbijaik eluralkodása előtt is sérülékenyebbek: valamiért az XX kromoszómás egyedek genetikai értelemben kevésbé sérülékenyek, bár ennek verifikációja még számos vizsgálatot tesz szükségessé.

Ma még nem tudunk válaszolni a kérdésre, mennyi is lehet az ember végső életkora: valaha ezt 120 évre tették - ma inkább 150 év ez a bizonyos elméleti határ. (Nem mintha bárki is elérte volna - természetesen a legendás, Szerb Antal által is megörökített St. Germain gróf kivételével.) Annyi biztos, hogy a fertőző betegségeket leszámítva a kóros állapotok legtöbbje időskorban lép fel - amikor a telomérák rövidülése befejeződött, azaz a "túlélő" sejtek betegednek meg. Csaba György sejtbiológus, a téma jeles hazai szakértője néhány éve a Természet Világában megjelent tanulmányában úgy vélekedett: bár frappáns ötletnek tűnik, mégsem biztos, hogy ilyen esetben a telomérákat kéne segítségül hívnunk.

Pedig ugye idősebb korban megszűnik vagy csak nagyon gyéren zajlik a sejtosztódás a testi sejtekben: nincs lehetőség a megtámadott sejtek pótlására, ezért a degeneratív folyamatok elszaporodnak. Ha aktiválható volna a telomeráz a testi sejtekben, a sejtek pótlása megindulna, és a degeneráció is mérséklődne.Azonban nem tudhatjuk, mit hoz magával az aktiválás, és nem vezet-e a sejtosztódás reaktiválása úgynevezett malignus folyamatokhoz, daganatképződéshez. A természetes modell - a daganatsejtek már említett, telomeráztól fűtött halhatatlansága - azt is jelezheti, hogy az egyedfejlődés befejeztével a telomerázgének lezárása éppen a kóros irányba elhajló fejlődés megakadályozása érdekében történik, és pontosan ez életben maradásunk alapja. Jelen pillanatban tehát - amíg tudásunk sokkal szélesebb és mélyebb nem lesz - Csaba professzor is tanácsosabbnak látja a betegségek gyógyszeres és műtétes leküzdését, mint a "sejterő" reaktiválását. Ráadásul azt is megjegyzi: ami érvényes egysejtűekben és emberben, nem biztos, hogy érvényes lesz minden fajban. Laboratóriumi körülmények között egereket vizsgálva kiderült, hogy amikor kétéves korban végelgyengülésben elpusztultak, még hosszú telomérájuk volt. Ez bizonyítja egyrészt, hogy az egér - szemben az egysejtűvel - nem igazán jó kísérleti objektum a telomérakutatás számára, másrészt hogy eme szabályozás nélkül is van öregedés. Annyi azonban biztosnak tűnik, hogy nálunk, embereknél eme kromoszómavégek valóban elsőrendű szerepet játszanak az öregedési folyamatokban.


Neked ajánljuk