Hva skjer med gener etter døden

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 04:07

Noen celler forblir aktive i dager eller til og med uker etter at kroppen har dødd.

Hvordan dette spørsmålet ble studert

Før vi blir oss selv, før vi har en hjerne, jobber cellene våre allerede aktivt: de deler seg, differensierer, danner "klosser", som deretter vil bli foldet sammen til en hel organisme. Men det viste seg at de ikke bare forutser oss selv, men også overlever oss.

Det hele startet med studiene av Thanatotranscriptome: gener aktivt uttrykt etter organismedød av genetikk Alexander Pozhitkov. I 2009 påtok han seg å studere RNA til sebrafisk etter deres død. Embryoene til disse tropiske fiskene er gjennomsiktige og ideelle for observasjon, og derfor holdes de i mange laboratorier. Pozhitkov la fisken i isvann, noe som førte til deres død, og returnerte dem deretter til akvariet med deres vanlige vanntemperatur - 27, 7 ℃.

I løpet av de neste fire dagene tok han flere fisker ut av akvariet, fryste dem ned i flytende nitrogen og studerte deres messenger-RNA (mRNA). Disse filamentøse molekylene er involvert i syntesen av proteiner. Hver tråd av mRNA er en kopi av et stykke DNA. Så undersøkte Pozhitkov også mRNA til mus.

Sammen med biokjemiker Peter Noble analyserte han aktiviteten til mRNA etter døden og oppdaget et overraskende faktum. Både hos fisk og mus gikk proteinsyntesen ned, som forventet. Men etter mengden mRNA å dømme, forsterkes transkripsjonsprosessen (overføring av genetisk informasjon fra DNA til RNA) i omtrent én prosent av genene.

Noen gener fortsatte å virke selv fire dager etter organismens død.

Andre forskere undersøkte menneskelige vevsprøver og oppdaget hundrevis av gener som forblir aktive etter døden. For eksempel, etter fire timer økte uttrykket (det vil si konvertering av arvelig informasjon til RNA eller protein) av EGR3-genet, som stimulerer veksten. Aktiviteten til andre gener varierer, inkludert CXCL2. Det koder for et protein som signaliserer de hvite blodcellene til å reise til stedet for betennelse under infeksjon.

Dette er ikke bare et resultat av at ulike gentranskripsjoner fullføres med ulik hastighet, sier studieleder Pedro Ferreira. En slags prosess regulerer aktivt posthumt genuttrykk.

Etter en organismes død er de første som dør de viktigste, mest energikrevende cellene - nevroner. Men perifere celler fortsetter å gjøre jobben sin i dager eller til og med uker, avhengig av temperaturen og graden av nedbrytning av kroppen. Forskere lyktes med å gjenopprette fibroblastlignende celler fra nedkjølt geiteskinn opptil 41 dager etter dyredød for å trekke ut levende cellekulturer fra geiteører 41 dager etter dyredød. De var i bindevevet. Disse cellene krever ikke mye energi, og de overlevde 41 dager i et vanlig kjøleskap.

På cellenivå spiller en organismes død ingen rolle.

Det er ennå ikke kjent hva som forårsaker posthumt genuttrykk. Etter døden slutter oksygen og næringsstoffer å strømme inn i cellene. En ny studie av Noble og Pozhitkov, Distinkte sekvensmønstre i det aktive postmortem-transkriptomet, kan kaste lys over dette spørsmålet.

Ved å bruke originale data fra fisk og mus fant Noble at mRNA som var aktivt etter døden var forskjellig fra annet mRNA i cellene. Omtrent 99 % av RNA-transkripsjonene i cellene blir raskt ødelagt etter organismens død. De resterende 1% inneholder visse nukleotidsekvenser som binder seg til molekyler som regulerer mRNA etter transkripsjon. Det er sannsynligvis dette som støtter den posthume genaktiviteten.

Forskere mener at denne mekanismen er en del av den cellulære responsen når kroppen kan komme seg etter alvorlig skade. Det er mulig at celler i dødsgang prøver å «åpne alle ventiler» slik at visse gener kan komme til uttrykk. For eksempel gener som reagerer på betennelse.

Hvorfor er det viktig

Å forstå mekanismene bak postmortem genaktivitet vil påvirke organtransplantasjoner, genetisk forskning og rettsmedisin. For eksempel var Pedro Ferreira og kollegene hans i stand til nøyaktig å bestemme tidspunktet for døden til en organisme, kun avhengig av postume endringer i genuttrykk. Dette kan være nyttig når man skal etterforske drap.

Men i dette eksperimentet visste forskerne at vevet som ble undersøkt tilhørte donorer uten patologier og ble lagret under ideelle forhold. I det virkelige liv kan mange faktorer påvirke RNA-transkripsjon, fra sykdommer i kroppen til omgivelsestemperatur og tiden som har gått før prøvetaking. Så langt er ikke denne forskningsmetoden klar til bruk i rettslige prosesser.

Noble og Pozhitkov tror disse funnene også vil være nyttige ved organtransplantasjoner.

Organene til donorer er utenfor kroppen en stund. Kanskje begynner RNA i dem å sende de samme signalene som ved dødsfall. Ifølge Pozhitkov kan dette påvirke helsen til pasienter som har fått et nytt organ. De har en økt forekomst av kreft sammenlignet med befolkningen generelt. Poenget er kanskje ikke i stoffene som undertrykker immunforsvaret som de må ta, men i postmortem-prosessene i det transplanterte organet. Det er ingen eksakte data ennå, men forskere vurderer å lagre organer for transplantasjon ikke i kulde, men på kunstig livsstøtte.