Gli scienziati che cercano di svelare i segreti dell'invecchiamento cellulare hanno identificato un gene che innesca la senescenza, un fenomeno in cui le cellule smettono di dividersi.

La senescenza è un evento naturale nella vita di una cellula, e i ricercatori hanno cercato di scoprirlo per un paio di ragioni. Primo, è collegato alla vecchiaia:si pensa che le cellule senescenti contribuiscano alle malattie cardiache, artrite, cataratta e uno stuolo di altre condizioni legate all'età. Secondo, la mancanza di senescenza è un segno distintivo delle cellule tumorali, che bypassano questo processo per replicarsi in maniera incontrollata.

Il nuovo studio, pubblicato online il 20 giugno in Omica molecolare , una rivista della Royal Society of Chemistry—illumina i geni coinvolti nella senescenza cellulare, e ne evidenzia uno in particolare che sembra strettamente associato a questo cruciale processo biologico.

Negli esperimenti, I ricercatori dell'Università di Buffalo hanno scoperto che un gene chiamato CD36 è insolitamente attivo negli anziani, cellule senescenti.

Cosa c'è di più, scienziati sono stati in grado di provocare giovani, cellule sane per smettere di dividersi aumentando l'attività del CD36 all'interno di quelle cellule. L'effetto si è diffuso alle cellule vicine, con quasi tutte le cellule in una capsula di Petri che mostravano segni di senescenza quando solo una piccola frazione di quelle cellule - circa dal 10 al 15 percento - sovraesprimeva CD36. Anche le nuove cellule poste nel mezzo di crescita (una sostanza densa) che in precedenza ospitava le cellule senescenti hanno smesso di replicarsi.

"Quello che abbiamo trovato è stato molto sorprendente, "dice Ekin Atilla-Gokcumen, dottorato di ricerca, un assistente professore di chimica presso l'UB College of Arts and Sciences. "La senescenza è un processo molto complesso, e non ci aspettavamo che l'alterazione dell'espressione di un gene potesse accenderlo, o causare lo stesso effetto nelle cellule circostanti."

I risultati indicano CD36 come un argomento entusiasmante della ricerca futura. Il ruolo esatto del gene nella senescenza rimane un mistero:gli scienziati sanno che il gene guida il corpo nella costruzione di una proteina con lo stesso nome che si trova sulla superficie delle cellule, ma le funzioni di questa proteina sono ancora in fase di studio. Le attività proposte includono aiutare le cellule a importare lipidi, e influenzando il modo in cui questi lipidi vengono utilizzati all'interno delle cellule.

"La nostra ricerca identifica il CD36 come candidato per ulteriori studi. La senescenza è un aspetto fondamentale dell'essere una cellula, ma c'è ancora molto che non sappiamo al riguardo, "dice Omer Gokcumen, dottorato di ricerca, un assistente professore di scienze biologiche presso l'UB College of Arts and Sciences. "La senescenza sembra avere implicazioni per la vecchiaia e il cancro, quindi capirlo è molto importante."

Atilla-Gokcumen e Gokcumen hanno condotto lo studio. I primi autori erano UB chimica Ph.D. la studentessa Darleny Lizardo e la ricercatrice post-dottorato in scienze biologiche UB Marie Saitou, che ha vinto un premio per una conferenza su questo lavoro durante l'UB Postdoctoral Research Symposium a giugno.

Puntare su un gene importante

Gli scienziati non hanno deciso di indagare sul CD36.

Anziché, hanno iniziato con un paio di obiettivi generali:volevano catalogare tutti i geni legati alla senescenza, e volevano ottenere una migliore comprensione, in particolare, di geni correlati ai lipidi coinvolti in questo processo. (Studi precedenti hanno dimostrato che i lipidi svolgono un ruolo nell'invecchiamento cellulare.)

CD36 è emerso come un gene di interesse negli esperimenti progettati per rispondere a queste domande.

Primo, attraverso una tecnica chiamata trascrittomica, gli scienziati hanno identificato CD36 come uno dei due geni correlati ai lipidi che aumentano maggiormente la loro attività nelle cellule senescenti. (Questa parte dello studio è stata condotta su due tipi di cellule, la pelle umana e i fibroblasti polmonari, e i risultati sono stati validi per entrambi i tipi di cellule.)

CD36 è apparso di nuovo in un secondo test, questa è un'analisi genetica di tutti i geni correlati ai lipidi che hanno preso il sopravvento durante la senescenza. All'interno di questo gruppo di geni, CD36 si è distinto come uno dei più variabili negli esseri umani, il che significa che è molto probabile che la sequenza del DNA del gene vari da persona a persona. Tale diversità può essere un indicatore di variazione funzionale, in cui diverse pressioni ambientali ed evolutive danno luogo a una serie di mutazioni utili in un gene altamente espresso che ha uno scopo importante, dice Gokcumen.

"Non abbiamo deciso di cercare CD36, " Gokcumen dice. "Abbiamo adottato un approccio ampio al nostro studio, utilizzando la trascrittomica e un quadro evolutivo per identificare geni e proteine ​​che sono fondamentali per il processo di senescenza. Alla fine, CD36 si è distinto come un outlier in entrambi i casi. È piuttosto bello, un modo avvincente di fare ricerca biologica".