Ce se întâmplă cu genele după moarte

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 04:09

Unele celule rămân active zile sau chiar săptămâni după moartea corpului.

Cum a fost studiată această întrebare

Înainte să devenim noi înșine, înainte de a avea un creier, celulele noastre lucrează deja activ: se împart, se diferențiază, formează „cărămizi”, care vor fi apoi pliate într-un întreg organism. Dar s-a dovedit că ei nu numai că ne anticipează pe noi înșine, ci și ne supraviețuiesc.

Totul a început cu studiile Thanatotranscriptome: gene exprimate activ după moartea organismului de către genetica Alexander Pozhitkov. În 2009, el s-a angajat să studieze ARN-ul peștilor zebra după moartea lor. Embrionii acestor pești tropicali sunt transparenți și ideali pentru observație, motiv pentru care sunt păstrați în multe laboratoare. Pozhitkov a pus peștii în apă cu gheață, ceea ce a dus la moartea lor, apoi i-a returnat în acvariu cu temperatura obișnuită a apei - 27, 7 ℃.

În următoarele patru zile, el a scos mai mulți pești din acvariu, i-a înghețat în azot lichid și le-a studiat ARN-ul mesager (ARNm). Aceste molecule filamentoase sunt implicate în sinteza proteinelor. Fiecare catenă de ARNm este o copie a unei bucăți de ADN. Apoi Pozhitkov a investigat și ARNm la șoareci.

Împreună cu biochimistul Peter Noble, el a analizat activitatea ARNm după moarte și a descoperit un fapt surprinzător. Atât la pești, cât și la șoareci, sinteza proteinelor a scăzut, așa cum era de așteptat. Cu toate acestea, judecând după cantitatea de ARNm, procesul de transcripție (transferul informațiilor genetice de la ADN la ARN) este amplificat în aproximativ un procent din gene.

Unele gene au continuat să funcționeze chiar și la patru zile după moartea organismului.

Alți oameni de știință au examinat mostre de țesut uman și au descoperit sute de gene care rămân active după moarte. De exemplu, după patru ore, expresia (adică conversia informațiilor ereditare în ARN sau proteină) a genei EGR3, care stimulează creșterea, a crescut. Activitatea altor gene este fluctuantă, inclusiv CXCL2. Codifică o proteină care semnalează celulelor albe din sânge să se deplaseze la locul inflamației în timpul infecției.

Acesta nu este doar rezultatul finalizării diferitelor transcripții de gene la rate diferite, spune directorul studiului Pedro Ferreira. Un fel de proces reglează activ expresia genelor postume.

După moartea unui organism, primele care mor sunt celulele cele mai importante, cele mai consumatoare de energie - neuronii. Dar celulele periferice continuă să-și facă treaba zile sau chiar săptămâni, în funcție de temperatură și de gradul de descompunere al organismului. Cercetătorii au reușit să recupereze celule asemănătoare fibroblastelor din pielea de capră refrigerată până la 41 de zile de moarte animală pentru a extrage culturi de celule vii din urechi de capră la 41 de zile după moartea animalului. Erau în țesutul conjunctiv. Aceste celule nu necesită multă energie și au supraviețuit 41 de zile într-un frigider obișnuit.

La nivel celular, moartea unui organism nu contează.

Nu se știe încă ce cauzează exact expresia genelor postume. Într-adevăr, după moarte, oxigenul și nutrienții încetează să mai curgă în celule. Un nou studiu al lui Noble și Pozhitkov, Distinct sequence patterns in the active postmortem transcriptome, poate arunca lumină asupra acestei întrebări.

Folosind date originale de la pești și șoareci, Noble a descoperit că ARNm care a fost activ după moarte a fost diferit de alte ARNm din celule. Aproximativ 99% din transcrierile de ARN din celule sunt distruse rapid după moartea organismului. Restul de 1% conține anumite secvențe de nucleotide care se leagă la molecule care reglează ARNm după transcripție. Acesta este probabil ceea ce susține activitatea genei postume.

Oamenii de știință cred că acest mecanism face parte din răspunsul celular atunci când organismul se poate recupera după o vătămare gravă. Este posibil ca celulele aflate în chinuri să încerce să „deschidă toate supapele”, astfel încât anumite gene să poată fi exprimate. De exemplu, genele care răspund la inflamație.

De ce este important

Înțelegerea mecanismelor din spatele activității genelor post-mortem va afecta transplanturile de organe, cercetarea genetică și criminalistica. De exemplu, Pedro Ferreira și colegii săi au reușit să determine cu exactitate momentul morții unui organism, bazându-se doar pe modificări postume ale expresiei genelor. Acest lucru poate fi util atunci când se investighează crime.

Cu toate acestea, în acest experiment, oamenii de știință știau că țesuturile studiate aparțineau unor donatori fără patologii și erau depozitate în condiții ideale. În viața reală, mulți factori pot afecta transcripția ARN, de la bolile din organism până la temperatura ambiantă și timpul scurs înainte de prelevare. Până în prezent, această metodă de cercetare nu este pregătită pentru utilizare în procedurile judiciare.

Noble și Pozhitkov cred că aceste descoperiri vor fi utile și în transplanturile de organe.

Organele donatorilor sunt în afara corpului de ceva timp. Poate că ARN-ul din ele începe să trimită aceleași semnale ca și în cazul morții. Potrivit lui Pozhitkov, acest lucru poate afecta sănătatea pacienților care au primit un nou organ. Au o incidență crescută a cancerului în comparație cu populația generală. Poate că ideea nu este în medicamentele care suprimă sistemul imunitar pe care trebuie să le ia, ci în procesele post-mortem din organul transplantat. Nu există încă date exacte, dar cercetătorii iau în considerare depozitarea organelor pentru transplant nu la frig, ci pe suport artificial de viață.