Ano ang Mangyayari sa Mga Gene Pagkatapos ng Kamatayan

2024 May -akda: Malcolm Clapton | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 04:13

Ang ilang mga cell ay nananatiling aktibo sa loob ng ilang araw o kahit na linggo pagkatapos mamatay ang katawan.

Paano pinag-aralan ang tanong na ito

Bago tayo maging ating sarili, bago tayo magkaroon ng utak, ang ating mga selula ay aktibong gumagana: sila ay naghahati, nag-iiba, bumubuo ng "mga ladrilyo", na pagkatapos ay matitiklop sa isang buong organismo. Ngunit ito ay lumabas na hindi lamang nila inaasahan ang ating sarili, ngunit nabubuhay din tayo.

Nagsimula ang lahat sa mga pag-aaral ng Thanatotranscriptome: mga gene na aktibong ipinahayag pagkatapos ng pagkamatay ng organismo ng genetika Alexander Pozhitkov. Noong 2009, pinagsikapan niyang pag-aralan ang RNA ng zebrafish pagkatapos ng kanilang kamatayan. Ang mga embryo ng mga tropikal na isda na ito ay transparent at mainam para sa pagmamasid, kung kaya't sila ay itinatago sa maraming mga laboratoryo. Inilagay ni Pozhitkov ang mga isda sa tubig ng yelo, na humantong sa kanilang kamatayan, at pagkatapos ay ibinalik ang mga ito sa aquarium na may karaniwang temperatura ng tubig - 27, 7 ℃.

Sa sumunod na apat na araw, kumuha siya ng ilang isda sa aquarium, pinalamig ang mga ito sa likidong nitrogen, at pinag-aralan ang kanilang messenger RNA (mRNA). Ang mga filamentous molecule na ito ay kasangkot sa synthesis ng mga protina. Ang bawat strand ng mRNA ay isang kopya ng isang piraso ng DNA. Pagkatapos ay sinisiyasat din ni Pozhitkov ang mRNA ng mga daga.

Kasama ang biochemist na si Peter Noble, sinuri niya ang aktibidad ng mRNA pagkatapos ng kamatayan at natuklasan ang isang nakakagulat na katotohanan. Sa parehong isda at daga, ang synthesis ng protina ay tinanggihan, tulad ng inaasahan. Gayunpaman, sa paghusga sa dami ng mRNA, ang proseso ng transkripsyon (ang paglipat ng genetic na impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA) ay pinalaki sa halos isang porsyento ng mga gene.

Ang ilang mga gene ay patuloy na gumana kahit apat na araw pagkatapos ng pagkamatay ng organismo.

Sinuri ng ibang mga siyentipiko ang mga sample ng tissue ng tao at natuklasan ang daan-daang mga gene na nananatiling aktibo pagkatapos ng kamatayan. Halimbawa, pagkatapos ng apat na oras, ang expression (iyon ay, ang conversion ng namamana na impormasyon sa RNA o protina) ng EGR3 gene, na nagpapasigla sa paglaki, ay tumaas. Ang aktibidad ng iba pang mga gene ay nagbabago, kabilang ang CXCL2. Nagko-code ito para sa isang protina na nagsenyas sa mga puting selula ng dugo na maglakbay patungo sa lugar ng pamamaga sa panahon ng impeksyon.

Ito ay hindi lamang ang resulta ng iba't ibang mga transkripsyon ng gene na nakumpleto sa iba't ibang mga rate, sabi ng direktor ng pag-aaral na si Pedro Ferreira. Ang ilang uri ng proseso ay aktibong kinokontrol ang posthumous gene expression.

Pagkatapos ng kamatayan ng isang organismo, ang unang mamatay ay ang pinakamahalaga, pinaka-enerhiya-intensive na mga cell - mga neuron. Ngunit ang mga peripheral cell ay patuloy na gumagawa ng kanilang trabaho sa loob ng mga araw o kahit na linggo, depende sa temperatura at antas ng pagkabulok ng katawan. Nagtagumpay ang mga mananaliksik sa Pagbawi ng mga cell na tulad ng fibroblast mula sa pinalamig na balat ng kambing hanggang sa 41 d ng pagkamatay ng hayop upang kunin ang mga live cell culture mula sa mga tainga ng kambing 41 araw pagkatapos ng kamatayan ng hayop. Nasa connective tissue sila. Ang mga cell na ito ay hindi nangangailangan ng maraming enerhiya, at nakaligtas sila ng 41 araw sa isang regular na refrigerator.

Sa antas ng cellular, ang pagkamatay ng isang organismo ay hindi mahalaga.

Hindi pa alam kung ano ang eksaktong sanhi ng posthumous gene expression. Sa katunayan, pagkatapos ng kamatayan, ang oxygen at mga sustansya ay tumigil sa pagdaloy sa mga selula. Ang isang bagong pag-aaral nina Noble at Pozhitkov, Distinct sequence patterns sa aktibong postmortem transcriptome, ay maaaring magbigay liwanag sa tanong na ito.

Gamit ang orihinal na data mula sa isda at mga daga, nalaman ni Noble na ang mRNA na aktibo pagkatapos ng kamatayan ay iba sa iba pang mRNA sa mga selula. Humigit-kumulang 99% ng mga transcript ng RNA sa mga cell ay mabilis na nawasak pagkatapos ng pagkamatay ng organismo. Ang natitirang 1% ay naglalaman ng ilang partikular na nucleotide sequence na nagbubuklod sa mga molecule na kumokontrol sa mRNA pagkatapos ng transkripsyon. Ito marahil ang sumusuporta sa aktibidad ng posthumous gene.

Naniniwala ang mga siyentipiko na ang mekanismong ito ay bahagi ng cellular response kapag ang katawan ay maaaring makabawi mula sa malubhang pinsala. Posible na ang mga cell sa death throes ay sinusubukang "buksan ang lahat ng mga balbula" upang ang ilang mga gene ay maipahayag. Halimbawa, ang mga gene na tumutugon sa pamamaga.

Bakit ito mahalaga

Ang pag-unawa sa mga mekanismo sa likod ng postmortem gene activity ay makakaapekto sa mga organ transplant, genetic research, at forensics. Halimbawa, si Pedro Ferreira at ang kanyang mga kasamahan ay nagawang tumpak na matukoy ang oras ng pagkamatay ng isang organismo, umaasa lamang sa posthumous na mga pagbabago sa pagpapahayag ng gene. Maaari itong maging kapaki-pakinabang kapag nag-iimbestiga ng mga pagpatay.

Gayunpaman, sa eksperimentong ito, alam ng mga siyentipiko na ang mga tisyu sa ilalim ng pag-aaral ay pag-aari ng mga donor na walang mga pathology at nakaimbak sa mga perpektong kondisyon. Sa totoong buhay, maraming mga kadahilanan ang maaaring makaapekto sa transkripsyon ng RNA, mula sa mga sakit sa katawan hanggang sa temperatura ng kapaligiran at ang oras na lumipas bago ang sampling. Sa ngayon, ang paraan ng pananaliksik na ito ay hindi pa handang gamitin sa mga legal na paglilitis.

Naniniwala sina Noble at Pozhitkov na ang mga pagtuklas na ito ay magiging kapaki-pakinabang din sa mga organ transplant.

Ang mga organo ng mga donor ay nasa labas ng katawan nang ilang panahon. Marahil ang RNA sa kanila ay nagsisimulang magpadala ng parehong mga senyales tulad ng sa kaso ng kamatayan. Ayon kay Pozhitkov, maaaring makaapekto ito sa kalusugan ng mga pasyente na nakatanggap ng bagong organ. Mayroon silang mas mataas na saklaw ng kanser kumpara sa pangkalahatang populasyon. Marahil ang punto ay hindi sa mga gamot na pumipigil sa immune system na kailangan nilang inumin, ngunit sa mga proseso ng postmortem sa transplanted organ. Wala pang eksaktong data, ngunit isinasaalang-alang ng mga mananaliksik ang pag-iimbak ng mga organo para sa paglipat hindi sa malamig, ngunit sa artipisyal na suporta sa buhay.