Vanderbilt Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden araştırmacıların solucanlar üzerinde yaptığı bir çalışma, yaşlanmaya karşı daha önce bilinmeyen, hücrelerimizdeki en büyük ve en karmaşık yapılardan birini aktif olarak yeniden şekillendiren bir adaptasyonu ortaya çıkardı. Bu bulgu, yaşlanmanın hücresel mekanizmalarını aydınlatmaya yardımcı olmanın yanı sıra, yaşa bağlı kronik hastalıklar için olası bir ilaç hedefi olabileceğine de işaret ediyor.
İnsanlar ve diğer hayvanlar yaşlandıkça, hücrelerimiz protein katlanması gibi çeşitli biyokimyasal süreçlerde kritik rol oynayan geniş bir taşıma sistemi olan endoplazmik retikulumu (ER) değiştirir. Hücreler bu değişikliği ER-fajisi adı verilen ve son yıllarda keşfedilen bir mekanizma aracılığıyla gerçekleştirir. ER-fajisi, sindirim enzimlerinin hücrenin hasarlı veya gereksiz bileşenlerini parçalayıp geri dönüştürdüğü doğal bir süreç olan otobajinin bir türüdür. ER-fajisinde, hasarlı veya fazla miktarda bulunan ve hücresel sağlığı tehdit edebilecek ER'nin belirli alt alanları seçici olarak parçalanmak üzere hedeflenir.
Ancak yeni çalışma, ER-fajisinin sağlıklı yaşlanmada ve muhtemelen yaşam süresinin uzamasında da rol oynadığını ortaya koyuyor. Araştırmacılardan Kris Burkewitz, "Birçok önceki çalışma, yaşla birlikte farklı hücresel makinelerin seviyelerinin nasıl değiştiğini belgelendirirken, biz yaşlanmanın hücrelerin bu makineleri karmaşık iç mimarilerinde nasıl barındırdığı ve düzenlediği üzerindeki etkisine odaklanıyoruz." diyor.
Ökaryotik hücrelerin işlevselliği, bireysel organellerin verimliliğine bağlıdır; ancak sadece hücrede bulunmaları değil, aynı zamanda düzenleri ve dağılımları da önemlidir. Bir fabrika gibi düşünebiliriz: Doğru makinelerin tümüne sahip olmak, eğer bu makineler doğru pozisyonda ve sırada kurulmamışsa fabrikayı üretken hale getirmez. Alan kısıtlı olduğunda veya üretim talepleri değiştiğinde, fabrika doğru ürünleri üretmek için yerleşimini yeniden düzenlemek zorundadır. Eğer organizasyon bozulursa, üretim çok verimsiz hale gelir.
İşte ER'nin rolü burada ortaya çıkıyor. ER, belirli işlevlerle ilişkili birden fazla yapısal alt birimden oluşur. Örneğin, granüllü ER proteinleri sentezler, katlar, sıralar ve taşır; pürüzsüz ER ise diğer görevlerin yanı sıra lipitleri sentezler ve depolar. Bir hücrenin ER'si, sitoplazma içinde bir iskele görevi görerek karmaşık şekliyle hücrenin diğer kısımlarının düzenlenmesine yardımcı olur. Belirli bağlamlarda şekil değiştirebilir, ancak birçok ayrıntı hala tam olarak anlaşılamamıştır. Hatta birçok kritik rolüne rağmen, ER hakkında - yaşlanan ökaryotlarda yapısının nasıl ve neden değiştiği dahil olmak üzere - hala bilmediğimiz çok şey var.
ER'nin yaşlanmadaki rolünü araştırmak için araştırmacılar, yaygın olarak model organizma olarak kullanılan canlı Caenorhabditis elegans nematodlarını incelediler. Şeffaf olmaları ve hızla yaşlanmaları, canlı bir hayvanın hücresinin yaşlanmasını gözlemlemek istendiğinde onları özellikle kullanışlı hale getiriyor. Burkewitz ve meslektaşları, floresan ve elektron mikroskobu kullanarak hem genç hem de yaşlı nematodlardaki ER dinamiklerini görüntülediler ve ilginç yaşa bağlı morfolojik değişiklikler ortaya koydular. Çalışma, nematodlar yaşlandıkça hücrelerindeki granüllü ER miktarının önemli ölçüde azaldığını, pürüzsüz ER'nin ise sadece hafifçe değiştiğini buldu. Bu bulguların önemi doğrulanmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulsa da, bu durum yaşlanmanın daha büyük ölçekli etkilerini, örneğin fonksiyonel proteinleri sürdürme yeteneğindeki azalma veya yağ biriktirme şeklimizi değiştiren metabolik ayarlamalar gibi bazı durumları açıklamaya yardımcı olabilir.
Araştırmacılar, bulguların ER'nin yaşlanma sırasında "proaktif ve koruyucu bir yanıt" olduğunu öne sürdüğünü bildiriyor. Tıp bilimi, insanların daha uzun yaşamasına yardımcı oluyor, bazen 100 yaşın çok ötesine geçmesine olanak tanıyor. Ancak bu yaşam uzaması, vücutların güçlenmesini içermiyor ve birçok insanı altın yıllarını kırılganlık ve kronik hastalıklarla mücadele ederek geçirmeye zorluyor. Gelecekteki araştırmalar, yaşlanma süreci boyunca ER dinamiklerini incelemeye devam edecek; tam olarak neyin ve neden olduğunun yanı sıra bu bilgiyi sağlıklı uzun ömürlülüğü teşvik etmek için nasıl kullanabileceğimizi netleştirmeyi amaçlayacak. Burkewitz, "ER'deki değişiklikler yaşlanma sürecinin nispeten erken aşamalarında meydana geliyor. Bunun en heyecan verici çıkarımlarından biri, bunun daha sonra ortaya çıkacak olan disfonksiyon ve hastalığın tetikleyicilerinden biri olabileceğidir." diyor. Çalışma, Nature Cell Biology dergisinde yayımlandı.
