Bar-Ilan Universiteit: Eiwit gekoppeld aan een lang leven herstelt jeugdige patronen in verouderende muizenlevers, waardoor belangrijke moleculaire tekenen van veroudering worden omgekeerd

Prof. Haim Cohen. Foto Universiteit

Onderzoekers van de Bar-Ilan Universiteit zijn erin geslaagd de jeugdige patronen van DNA-organisatie in de lever van oude muizen te herstellen, waarmee belangrijke moleculaire kenmerken die met veroudering samenhangen, werden omgekeerd.

De studie, gepubliceerd in Nature Communications, identificeert het eiwit SIRT6 als een krachtige beschermer tegen leeftijdsgerelateerde afbraak van chromatine, het complexe systeem dat DNA verpakt en regelt hoe genen worden aan- en uitgezet.

De bevindingen suggereren dat veroudering niet simpelweg een passief proces van slijtage is, maar mogelijk deels wordt veroorzaakt door omkeerbare veranderingen in de manier waarop DNA in cellen is georganiseerd.

DNA in cellen is strak opgevouwen en verpakt in chromatine, een structuur die fungeert als een biologisch controlesysteem voor genactiviteit. Met behulp van geavanceerde methoden om DNA-organisatie en genactiviteit te bestuderen, onderzochten de onderzoekers meerdere moleculaire veranderingen in de lever van jonge en oude muizen. Wat ze ontdekten was opmerkelijk: veroudering verstoort de chromatine-architectuur in de lever, waardoor ontstekingsprocessen overactief worden en de metabolische programma's die gezond leverweefsel definiëren, verzwakken.

"Naarmate we ouder worden, verliest het genoom zijn juiste organisatie," aldus prof. Haim Cohen, directeur van het Sagol Healthy Human Longevity Center aan de Goodman Faculteit der Levenswetenschappen van de Bar-Ilan Universiteit, die het onderzoek leidde. "Genen die inactief zouden moeten blijven, worden geactiveerd, met name ontstekingsgenen, terwijl genen die nodig zijn voor een normale leverfunctie, beginnen uit te schakelen.

Opmerkelijk genoeg, toen de wetenschappers de SIRT6-niveaus verhoogden bij reeds oude muizen, werden veel van deze leeftijdsgerelateerde veranderingen in het chromatine teruggedraaid.

"Wat we ontdekten, is dat SIRT6 kan helpen dit proces terug te draaien." Simpel gezegd hebben we een oude lever genomen en de DNA-structuur ervan hersteld naar een veel jongere staat”, aldus professor Cohen.

De onderzoekers identificeerden ook een specifieke chromatine-marker, bekend als H3K9ac, die nauw verbonden lijkt te zijn met leeftijdsgerelateerde chromatine-opening en ontstekingsactivatie. SIRT6 hielp bij het herstellen van een jonger chromatinepatroon op deze plekken.

De studie voegt een belangrijke nieuwe dimensie toe aan eerdere ontdekkingen die aantonen dat SIRT6 een lang leven en gezond ouder worden bevordert. In plaats van zich te richten op individuele ziekten, wijzen de nieuwe bevindingen op de mogelijkheid om een ​​van de fundamentele biologische mechanismen van veroudering zelf aan te pakken: het verlies van een goede genoomregulatie.

“Dit is spannend omdat het suggereert dat veroudering wellicht plastischer is dan we ooit dachten”, aldus professor Cohen. “Als we een gezonde chromatine-structuur kunnen herstellen, kunnen we uiteindelijk mogelijk de weefselfunctie behouden, ontstekingen verminderen en de gezondheid tijdens het ouder worden verbeteren.”

Het onderzoek werd geleid door promovendi Ron Nagar en Zacharia Schwartz van de Mina en Everard Goodman Faculteit der Levenswetenschappen en het Sagol Centrum voor Gezonde Menselijke Levensduur aan de Bar-Ilan Universiteit, samen met medewerkers van de Universiteit van Tel Aviv en het Nationaal Instituut voor Veroudering, waaronder prof. Rafael de Cabo en zijn team.

Hoewel het onderzoek zich nog in de fase van fundamenteel onderzoek bij muizen bevindt, zijn de onderzoekers ervan overtuigd dat het een belangrijke nieuwe richting opent in het opkomende vakgebied van de verjongingsbiologie – de poging om fundamentele aspecten van het verouderingsproces zelf om te keren.