Záhadný podzemný hlodavec má tajomstvo dlhovekosti. Sám si opravuje svoje DNA a odoláva starnutiu V hlbokých podzemných chodbách východnej Afriky žije tvor, ktorý síce nevyhráva súťaže krásy, no patrí medzi biologické zázraky prírody.
Rypoš lysý (lat. Heterocephalus glaber), je malý, takmer bezsrstý hlodavec so zvláštnymi zubmi, ktorý sa dožíva až 40 rokov. To je desaťnásobne viac než jeho príbuzní podobnej veľkosti. Ešte pozoruhodnejšie je, že počas svojho dlhého života zriedka trpí chorobami súvisiacimi so starnutím, ako sú rakovina, artritída či neurodegeneratívne ochorenia. Vedci už desaťročia skúmajú, čo robí rypoša takým výnimočným. Odpoveď možno konečne našli. Ukazuje sa, že kľúč sa skrýva v jeho schopnosti opravovať poškodenú DNA.
Keď sa rovnaký proteín správa opačne
Nová štúdia výskumníkov z Univerzity Tongji v Šanghaji zverejnená v prestížnom časopise Science sa zamerala na proteín s názvom cGAS. Tento enzým zohráva v tele dôležitú úlohu. Pomáha bunkám rozpoznávať cudziu DNA napríklad pri vírusovej infekcii, no zároveň môže brzdiť prirodzené procesy opravy poškodených úsekov DNA. U ľudí a väčšiny cicavcov tak cGAS môže paradoxne spomaľovať obnovu genetickej informácie, čo vedie k hromadeniu chýb a k starnutiu buniek.
U rypoša lysého je tomu však opačne. Vedci zistili, že vďaka štyrom drobným zmenám v aminokyselinách jeho verzia cGAS funguje presne naopak. Namiesto brzdy sa z proteínu stáva urýchľovač opráv DNA. Rypoš tak dokáže udržiavať svoj genetický kód neobyčajne stabilný aj v pokročilom veku.
Pri porovnaní cGAS u rypoša, človeka a myši vedci identifikovali štyri miesta, na ktorých sa líšia stavebné jednotky aminokyseliny. Tieto zmeny spôsobujú, že cGAS je u rypoša odolnejší voči rozkladu a zostáva dlhšie prítomný v mieste poškodenia DNA, kde pomáha zorganizovať opravnú „posádku“ buniek. Inými slovami, kým u iných cicavcov cGAS často stojí v ceste, u rypoša lysého sa stal hlavným koordinátorom obnovy DNA.
Pokusy na bunkách, muškách aj myšiach
Aby vedci overili, či je táto vlastnosť prenosná, vložením génu rypoša do ľudských a myších buniek v laboratóriu zistili, že oprava DNA sa skutočne zlepšila a bunky starnú pomalšie. V ďalšom kroku modifikovali ovocné mušky, ktoré vďaka proteínu hlodavca žili približne o desať dní dlhšie než bežné mušky. Ešte presvedčivejšie výsledky prišli pri experimente s myšami, ktorým vedci podali verziu cGAS z rypoša pomocou vírusového nosiča. Po niekoľkých týždňoch boli tieto myši menej krehké, mali menej šedivých chlpov a ich tkanivá vykazovali nižší podiel starých, nefunkčných buniek. Zdá sa preto, že štyri drobné zmeny v jednom proteíne môžu ovplyvniť nielen dĺžku, ale aj kvalitu života.
Spomalené starnutie s kompromismi
Rypoš lysý si svoj dlhý život „vymenil“ za pomalý metabolizmus a špecifický spôsob života. Žije v stálych kolóniách, hlboko pod zemou, kde je málo kyslíka a stabilná teplota. Táto kombinácia podmienok zrejme umožnila evolúcii uprednostniť opravu a údržbu buniek pred rýchlym rozmnožovaním.
Podobné stratégie je možné pozorovať aj u iných dlhovekých živočíchov, ako sú netopiere či slony, ktorých bunky spotrebovávajú viac energie na zachovanie stability DNA než do rast. Rypoš tak poskytuje výnimočný príklad, ako sa môže evolúcia „pohrať“ s rovnakým genetickým nástrojom a dať mu odlišnú funkciu.
Od rypoša k človeku?
Myšlienka, že by sa princíp z rypoša dal preniesť na človeka, je lákavá, no vedci varujú pred prehnaným optimizmom. Zásahy do DNA opravných mechanizmov sú riskantné. Ak by sa systém prehnane aktivoval, mohol by spôsobiť chybné spájanie chromozómov alebo dokonca podporiť vznik nádorov.
Zatiaľ však objav ponúka nový cieľ pre vývoj liečby chorôb súvisiacich so starnutím, napríklad Alzheimerovej choroby, artritídy či niektorých typov rakoviny. Vedci dúfajú, že ďalší výskum ukáže, ako môžu byť nové poznatky bezpečne a prakticky využité.
