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Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en novembre 1999

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IMPLICATIONS DE LA NOUVELLE BIOLOGIE DU VIEILLISSEMENT

image Jeu rouleau-tambour. Tomas Prolla et Richard Weindruch sont les deux investigateurs principaux derrière l'utilisation d'abord rapportée de la technologie de puce d'ADN de sonder la nature du vieillissement et du mécanisme par laquelle la restriction de calorie arrête ou retarde considérablement le vieillissement.

L'entrevue précédente fournit beaucoup plus, et beaucoup le plus précis, des informations que n'importe quelle autre source au sujet de cette nouveauté révolutionnaire autre que les scientifiques elles-mêmes et leur rapport réel en la Science, mais néanmoins, il y a plus à l'histoire que ce qui est sur la surface. Voici un examen non technique de la grande photo derrière les nouveaux résultats et la nouvelle méthode.

Pour préparer le terrain pour la discussion suivante, la façon de penser très simple mais essentiellement précise suivante au sujet de la façon dont vos carrosseries seront utiles.

D'une certaine manière, nous sommes tous comme les calculateurs numériques. Les humains sont fondamentalement des ordinateurs qui sont programmés utilisant un total d'environ 80.000 commandes par personne, chaque commande étant un gène. La reproduction permet brouiller des commandes qui sont mises dans le programme, mais le total est toujours environ 80.000 commandes (gènes) par personne, et la plupart de ces commandes sont essentiellement les mêmes dans toutes les personnes. Nous sommes fabriqués à partir de des protéines, et chaque commande donne les instructions pour faire une telle protéine « cloison » Ainsi, en termes de notre dotation génétique, nous sommes dans un certain sens la somme de nos 80.000 parties. D'autres organismes vivants ont différents nombres des commandes de gène, mais toutes les créatures vivantes sont le produit de leurs gènes.


Vos modifications au programme avec l'âge

Les regards humains d'un bébé très différents qu'un adolescent regarde, et regarde bien plus différent que des regards d'un embryon. C'est parce qu'il prend un ensemble différent de commandes de spécifier un embryon qu'il fait pour spécifier un bébé ou un adolescent. Pendant que vous mûrissez par différentes étapes de la vie, vous employez quelques gènes pendant un moment, et alors vous cessez de les employer et commencez à employer d'autres gènes à la place, parce que le premier ensemble de gènes n'est plus approprié pour votre plus nouvelle étape de la vie. Du même coup, est-il possible que la différence entre être un adulte et être vieille soit que des personnes plus âgées courent une commande différente réglée qu'ils étaient par le passé ?

Selon les résultats de Prolla/Weindruch, la réponse peut bien être oui. Ils ont regardé un gros morceau d'ensemble de commande pour de vieilles souris et ont comparé qu'ensemble de commande à l'ensemble d'instructions étant employées pour spécifier à ce qu'un adulte ressemble, c.-à-d., pour spécifier le « phénotype adulte. » Et ce qu'ils ont trouvé étaient que les deux listes de liste d'instructions-le d'instructions pour être un adulte et de la liste d'instructions pour être vieux-n'étaient pas les mêmes.

Ainsi c'est apparemment le cas qu'il y a une chose telle qu'une vieillesse « phénotype, » signifiant un ensemble de caractéristiques biologiques spécifiques par un modèle particulier des gènes qui au moins en partie définit ce qu'est réellement la vieillesse.


Mais est-ce cause ou effet ?

Une question centrale qui demeure sans réponse est : Le phénotype vieillissant est-il causal ou réactif ? En d'autres termes, les changements de l'expression du gène causent-ils la vieillesse ? Ou ces changements représentent-ils simplement une réponse aux dommages aléatoires et incontrôlables qui sont la cause réelle du vieillissement ?

Si la première possibilité est correcte, alors n'importe quelle thérapie qui pourrait empêcher ou renverse le commutateur dans le jeu d'instructions empêcherait ou renverserait le vieillissement. Mais si la deuxième possibilité est correcte, alors l'essai d'arrêter les changements du programme avec l'âge serait près du point, un peu comme mettre plus d'essence dans une voiture dont le problème est un moteur défectueux : un cas de traiter les symptômes plutôt que traitant la maladie elle-même.

Selon le Wall Street Journal, au moins un gerontologist, Raj Sohal, a interprété le rapport de Prolla/Weindruch comme revendication des théories aléatoires de dommages de vieillissement, dire : « Le fait que ces gènes sont critiques en bloquant les dommages provoqués par des radicaux libres est une découverte immensément importante. Il aide à confirmer la notion que la formation des radicaux libres est au coeur du vieillissement, et elle nous donne des manières de chercher les médecines qui peuvent empêcher des dommages de radical libre. »

Les bonnes actualités sont que, à la fin, c'à peine des sujets si le changement du programme génétique est la cause ou l'effet du vieillissement, parce que dans l'un ou l'autre de cas, connaître la différence entre l'adulte et les modèles de vieillesse fournit de tels indices puissants à la nature et à la cause du vieillissement, qui remédie à devraient être reçus.


Pourquoi les résultats de puce d'ADN sont de bonnes actualités

Une conséquence importante du papier de Prolla/Weindruch est que si les dommages incontrôlables sont la cause du vieillissement, elle ne semble pas être un genre de dommages généralisés ou globaux, puisqu'au moins 95% de tous les gènes examinés ne montrent aucun changement avec le vieillissement, tandis qu'on s'attendrait à ce que la plupart des gènes réagissent aux dommages répandus et aléatoires. Et cette conclusion est en accord avec une énorme quantité de recherche antérieure prouvant à plusieurs reprises que le vieillissement n'affecte pas la plupart des protéines du corps, indépendamment d'à quel point le vieillissement général semble au niveau d'une personne entière.

Ainsi vous pouvez oublier probablement la possibilité que les changements de l'expression du gène avec le vieillissement sont une réflexion de radical libre ou de dommages de glycosylation à chaque morceau de protéine et chaque gène que vous avez. Et ce signifie que les dommages doivent être fortement d'un non-aléatoire, nature fortement spécifique et, en fait, plutôt particulière. C'est bon parce qu'il est beaucoup plus facile découvrir quelque chose qui est fortement spécifique que quelque chose qui est généralisée et vague.

Par exemple, si le vieillissement est provoqué par les mutations (dommages aux gènes, le programme de la vie), ces mutations devraient être universelles, non randomisé. Nous pouvons dire ceci parce que, car l'entrevue de Prolla/Weindruch met en évidence, vous pouvez prendre trois souris quelconques au hasard et les comparer, et vous constatez que, le niveau de gène, elles toutes regardent la même chose : il n'y a rien aléatoire au sujet des changements du modèle d'expression du gène.

Quels dommages un peu aléatoires peuvent être imaginés qui produiraient des effets fortement sélectifs et non-aléatoires ? Un tel dommages n'équipent d'aucun concept précédent des dommages aléatoires excepté, peut-être, des dommages aléatoires à l'ADN mitochondrique. Si c'est la cause du vieillissement, cependant, des remèdes ont été déjà proposés, particulièrement par Aubrey de Grey, et la solution du problème du vieillissement serait conceptuellement bien plus simple qu'individuellement ajustant des centaines de gènes. En fait, un des résultats du rapport de Prolla/Weindruch est qu'un commutateur génétique pour allumer le renouvellement mitochondrique est décliné avec le vieillissement. Sondage que le changement particulier du programme pourrait être très instructif.

En tous cas, avoir la liste de commandes ou le modèle avant que nous nous permettent de déterminer le l'un ou l'autre que le vieillissement est le résultat des dommages, ou que c'est le résultat d'un changement plus normal comme le changement d'aller d'une étape de développement à l'autre et, dans l'un ou l'autre de cas, lui génétiques semble maintenant évident que la réponse va converger sur un ensemble de moteurs relativement petit du vieillissement.


Combien de gènes ?

Le papier en la Science a trouvé plus de 100 gènes qui changent double ou plus avec l'âge, et 200 gènes supplémentaires qui changent moins que double, et les auteurs du rapport ont seulement obtenu de faire une pointe à 10% du programme réglé pour la souris. L'extrapolation simple pourrait donc suggérer que si vous deviez regarder la souris entière, vous pourriez trouver plus de 3.000 changements du code de programme qui pourrait devoir être récrit pour adresser le vieillissement-non exactement une entreprise insignifiante.

Heureusement, cette évaluation de 3000 changements génétiques relatifs à l'âge d'instruction est erronée. Comme nous avons déjà considéré, un bon nombre de commandes sont employés seulement pendant le développement embryologique. Vous pouvez soustraire pratiquement toute la ceux en tant que candidats de âge-détermination de tout le ensemble de gènes. Vous pouvez également soustraire tous les gènes priés de spécifier comment faire les ongles de pied, cheveux, doigts, luettes, adénoïdes, septa nasaux, et yeux bleus, pour exemple-nous vraiment n'avez pas beaucoup de raison de penser que ces gènes et d'autres les aiment, qui constituent un nombre important de gènes, avez beaucoup à faire avec pourquoi nous vieillissons dans son ensemble et avec pourquoi nous mourons de la vieillesse. Ainsi il est plus probable que moins de 10% du gène complet sans ensemble que 10% de génome-représente les gènes de âge-détermination possibles.

Si c'est le cas, il n'y a aucun besoin de multiplier la liste de gène de Prolla/Weindruch par 10 que tout le nombre de gènes de âge-gouvernement chez l'animal entier peut être proche de tout le chiffre analysé par ces investigateurs dans seul le muscle : peut-être dans le voisinage de 300 gènes. Soustrayez deux-tiers de ces derniers en tant qu'en étant accessible par la restriction de calorie imitant des thérapies, et vous finissez avec environ 100 gènes laissés. Et beaucoup de ces derniers peuvent être liés entre eux dans une causalité qui place la majorité sous le contrôle d'une minorité dont les changements puis dictez les autres changements qui interviennent.

Il est donc plausible que nous parlions de devoir ajuster seulement 50 gènes de âge-détermination de noyau afin de prolonger radicalement la durée de vie. En fait, cette conclusion est davantage que soutenue par des manipulations de laboratoire des gènes simples qui ont déjà produit des changements importants dans les deux durée de vie moyenne et maximum.

Comment est-ce que les gènes principaux, toutefois beaucoup là peut peuvent-ils être, soient retournés de retour du modèle sénescent de l'utilisation au modèle adulte de l'utilisation ? Vraiment, il n'y a aucun besoin de s'inquiéter trop à ce sujet. Avec les sociétés pharmaceutiques du dollar milliardaire regardant les bénéfices multi-trillion du dollar qui émaneraient du contrôle des maladies relatives à l'âge humaines, il est assez clair que les réponses émergeront, et les dollars impliqués encourageront l'émergence plus tôt plutôt que plus tard. Mais juste pour l'amusement, considérez un peu de fond contextuel.


Le fond de la puissance biologique

Nous nous tenons à l'aube d'une nouvelle ère dans la biologie. Les champs comme la génomique nous donnent les puces qui pourront bientôt examiner chaque gène dans un être humain dans un après-midi. Dans une variation, des puces sont créées en ce moment qui peuvent déterminer chaque mutation possible étant à la base de certains genres de cancer du sein pour le diagnostic approprié, et il y a plus que douzaine méthodes déjà en existence pour renverser des mutations génétiques définies en cellules vivantes et dans les mammifères (ceci s'appelle la réparation thérapeutique d'ADN). Les champs comme le proteomics nous donnent des outils pour balayer toutes les protéines étant faites dans les tissus des personnes, et vérifiant la protéine « relève les empreintes digitales » que spécifiez les différences principales entre la santé et la maladie.

Et, en tant que juste un plus d'exemple, il y a plusieurs variations de ce qui s'appelle la chimie combinatoire, dans laquelle des nombres effarante des variations en molécules de drogue ou des biomolécules peuvent être créés et examinés dans la commande rapide, dans de nombreux cas permettant aux molécules thérapeutiques brillamment efficaces d'être trouvées sans la connaissance laquelle de la cible thérapeutique sous-jacente elle-même. Dans le cas du vieillissement, une fois que vous connaissez le modèle de l'utilisation de gène vous voulez voir, vous pouvez employer des approches combinatoires « pour pêcher » pour les molécules jusqu'aux lesquelles allumez ou arrêtez les blocs entiers de gènes, d'une manière ou d'une autre, vous obtiennent ce que vous recherchez. Et vous pouvez faire ceci ne connaissant rien au sujet de ce que c'est que vos « poissons » peuvent mordre sur cela provoquent l'inversion vieillissante, ainsi le travail de pêche est facile.

Nous écrivons un moment où nous pourrons tourner les gènes spécifiques en marche et en arrêt à volonté, et avec peu ou aucun effets secondaires, et quand nous pourrons ajouter de nouveaux gènes si nous voulons corriger les maladies ou les changements relatifs à l'âge. C'est juste le bon moment pour la génétique du vieillissement d'être nu étendu.


Implications

Dans le passé, la physique et l'ingénierie ont mené aux innovations étonnantes qui ont tendu à laisser des biologistes dans la poussière. Nous avons eu des avions, des voitures, des bobines de Tesla, des réfrigérateurs, et même des télévisions bien avant que nous ayons compris la structure de l'ADN, sans parler de la façon dont elle diffuse l'information héréditaire. Mais cela a pris moins de 50 ans pour aller de la compréhension que l'ADN code l'information biologique à la disponibilité commerciale des puces d'ADN qui peuvent sonder la moitié de l'ensemble entier d'instructions pour faire des êtres humains.

Comme Erik Drexler a dit, si nous devons être conservateurs et prudents, nous devons supposer que ce qui a été vrai dans le passé continuera à être vrai à l'avenir. Et ce qui a été vrai dans le passé est un pas d'explosif et d'accélération de changement révolutionnaire et de capacité technologique accrue. La biologie rattrape, en partie en raison d'une fusion entre la biologie et de l'informatique, et les implications sont vraiment profondes. Si nous sommes chanceux, nous ne devrons pas attendre beaucoup au delà de l'aube du nouveau millénaire pour voir des résultats pratiques frappants. Espérons au moins quelques uns de ces derniers sera dans le secteur de la gérontologie interventive.

- Gregory Fahy