La selezione naturale ha prodotto mammiferi che invecchiano a ritmi drammaticamente diversi. Prendi, ad esempio, topi e topi talpa nudi; il primo può vivere fino a 41 anni, quasi dieci volte più a lungo di roditori di dimensioni simili come i topi.

A cosa si deve una maggiore durata della vita? Secondo una nuova ricerca dei biologi dell'Università di Rochester, un pezzo chiave del puzzle risiede nei meccanismi che regolano l'espressione genica.

In un articolo pubblicato su Cell Metabolism , i ricercatori, tra cui Vera Gorbunova, la professoressa di biologia e medicina di Doris Johns Cherry; Andrei Seluanov, professore di biologia e medicina; e Jinlong Lu, un ricercatore post-dottorato associato nel laboratorio di Gorbunova e primo autore dell'articolo, hanno studiato i geni collegati alla durata della vita. La loro ricerca ha scoperto caratteristiche specifiche di questi geni e ha rivelato che due sistemi regolatori che controllano l'espressione genica, le reti circadiane e di pluripotenza, sono fondamentali per la longevità. I risultati hanno implicazioni sia nella comprensione dell'evoluzione della longevità sia nel fornire nuovi obiettivi per combattere l'invecchiamento e le malattie legate all'età.

Confronto dei geni della longevità

I ricercatori hanno confrontato i modelli di espressione genica di 26 specie di mammiferi con diverse durate massime della vita, da due anni (toporagni) a 41 anni (ratti talpa nudi). Hanno identificato migliaia di geni correlati alla durata massima della vita di una specie che erano correlati positivamente o negativamente con la longevità.

Hanno scoperto che le specie longeve tendono ad avere una bassa espressione di geni coinvolti nel metabolismo energetico e nell'infiammazione; e alta espressione di geni coinvolti nella riparazione del DNA, nel trasporto dell'RNA e nell'organizzazione dello scheletro cellulare (o microtubuli). Precedenti ricerche di Gorbunova e Seluanov hanno dimostrato che caratteristiche come una riparazione del DNA più efficiente e una risposta infiammatoria più debole sono caratteristiche dei mammiferi con una lunga durata della vita.

Era vero il contrario per le specie di breve durata, che tendevano ad avere un'elevata espressione di geni coinvolti nel metabolismo energetico e nell'infiammazione e una bassa espressione di geni coinvolti nella riparazione del DNA, nel trasporto dell'RNA e nell'organizzazione dei microtubuli.

Due pilastri della longevità

Quando i ricercatori hanno analizzato i meccanismi che regolano l'espressione di questi geni, hanno scoperto due principali sistemi in gioco. I geni negativi della durata della vita, quelli coinvolti nel metabolismo energetico e nell'infiammazione, sono controllati dalle reti circadiane. Cioè, la loro espressione è limitata a una particolare ora del giorno, il che può aiutare a limitare l'espressione generale dei geni nelle specie longeve.

Ciò significa che possiamo esercitare almeno un certo controllo sui geni negativi della durata della vita.

"Per vivere più a lungo, dobbiamo mantenere programmi di sonno sani ed evitare l'esposizione alla luce di notte in quanto potrebbe aumentare l'espressione dei geni negativi della durata della vita", afferma Gorbunova.

D'altra parte, i geni positivi per la durata della vita, quelli coinvolti nella riparazione del DNA, nel trasporto dell'RNA e nei microtubuli, sono controllati da quella che viene chiamata rete di pluripotenza. La rete di pluripotenza è coinvolta nella riprogrammazione delle cellule somatiche, tutte le cellule che non sono cellule riproduttive, in cellule embrionali, che possono più facilmente ringiovanire e rigenerarsi, riconfezionando il DNA che si disorganizza con l'età.

"Abbiamo scoperto che l'evoluzione ha attivato la rete di pluripotenza per ottenere una maggiore durata della vita", afferma Gorbunova.

La rete di pluripotenza e la sua relazione con i geni della durata della vita positiva è quindi "una scoperta importante per capire come si evolve la longevità", afferma Seluanov. "Inoltre, può aprire la strada a nuovi interventi anti-invecchiamento che attivano i geni chiave della durata della vita positiva. Ci aspetteremmo che interventi anti-invecchiamento di successo includano l'aumento dell'espressione dei geni della durata della vita positiva e la diminuzione dell'espressione dei geni della durata della vita negativa".