Apa yang Berlaku kepada Gen Selepas Kematian

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 04:06

Sesetengah sel kekal aktif selama beberapa hari atau bahkan minggu selepas badan telah mati.

Bagaimana soalan ini dikaji

Sebelum kita menjadi diri kita sendiri, sebelum kita mempunyai otak, sel-sel kita sudah aktif bekerja: mereka membahagi, membezakan, membentuk "bata", yang kemudiannya akan dilipat menjadi keseluruhan organisma. Tetapi ternyata mereka bukan sahaja menjangkakan diri kita sendiri, tetapi juga hidup lebih lama daripada kita.

Semuanya bermula dengan kajian Thanatotranscriptome: gen secara aktif dinyatakan selepas kematian organisma oleh genetik Alexander Pozhitkov. Pada tahun 2009, beliau telah berusaha untuk mengkaji RNA ikan zebra selepas kematian mereka. Embrio ikan tropika ini adalah telus dan sesuai untuk pemerhatian, sebab itu ia disimpan di banyak makmal. Pozhitkov meletakkan ikan dalam air ais, yang membawa kepada kematian mereka, dan kemudian mengembalikannya ke akuarium dengan suhu air biasa mereka - 27, 7 ℃.

Sepanjang empat hari berikutnya, dia mengeluarkan beberapa ikan dari akuarium, membekukannya dalam nitrogen cecair, dan mengkaji RNA messenger (mRNA) mereka. Molekul berfilamen ini terlibat dalam sintesis protein. Setiap helai mRNA adalah salinan sekeping DNA. Kemudian Pozhitkov juga menyiasat mRNA tikus.

Bersama ahli biokimia Peter Noble, dia menganalisis aktiviti mRNA selepas kematian dan menemui fakta yang mengejutkan. Dalam kedua-dua ikan dan tikus, sintesis protein merosot, seperti yang dijangkakan. Walau bagaimanapun, berdasarkan jumlah mRNA, proses transkripsi (pemindahan maklumat genetik daripada DNA ke RNA) diperkuatkan dalam kira-kira satu peratus gen.

Sesetengah gen terus berfungsi walaupun empat hari selepas kematian organisma.

Para saintis lain memeriksa sampel tisu manusia dan menemui beratus-ratus gen yang kekal aktif selepas kematian. Sebagai contoh, selepas empat jam, ungkapan (iaitu, penukaran maklumat keturunan kepada RNA atau protein) gen EGR3, yang merangsang pertumbuhan, meningkat. Aktiviti gen lain berubah-ubah, termasuk CXCL2. Ia mengekod protein yang memberi isyarat kepada sel darah putih untuk pergi ke tapak keradangan semasa jangkitan.

Ini bukan hanya hasil daripada transkripsi gen yang berbeza yang disiapkan pada kadar yang berbeza, kata pengarah kajian Pedro Ferreira. Beberapa jenis proses secara aktif mengawal ekspresi gen anumerta.

Selepas kematian organisma, yang pertama mati adalah sel yang paling penting, paling intensif tenaga - neuron. Tetapi sel-sel periferi terus melakukan tugas mereka selama beberapa hari atau bahkan minggu, bergantung pada suhu dan tahap penguraian badan. Penyelidik berjaya dalam Pemulihan sel seperti fibroblast daripada kulit kambing yang disejukkan sehingga 41 hari kematian haiwan untuk mengekstrak kultur sel hidup dari telinga kambing 41 hari selepas kematian haiwan. Mereka berada dalam tisu penghubung. Sel-sel ini tidak memerlukan banyak tenaga, dan mereka bertahan selama 41 hari dalam peti sejuk biasa.

Di peringkat sel, kematian organisma tidak penting.

Ia belum diketahui apa sebenarnya yang menyebabkan ekspresi gen anumerta. Sesungguhnya, selepas kematian, oksigen dan nutrien berhenti mengalir ke dalam sel. Satu kajian baru oleh Noble dan Pozhitkov, Corak jujukan yang berbeza dalam transkriptom postmortem aktif, boleh menjelaskan soalan ini.

Menggunakan data asal daripada ikan dan tikus, Noble mendapati bahawa mRNA yang aktif selepas kematian adalah berbeza daripada mRNA lain dalam sel. Kira-kira 99% daripada transkrip RNA dalam sel dimusnahkan dengan cepat selepas kematian organisma. Baki 1% mengandungi urutan nukleotida tertentu yang mengikat molekul yang mengawal mRNA selepas transkripsi. Ini mungkin yang menyokong aktiviti gen anumerta.

Para saintis percaya mekanisme ini adalah sebahagian daripada tindak balas selular apabila badan boleh pulih daripada kecederaan serius. Ada kemungkinan bahawa sel-sel dalam kematian cuba untuk "membuka semua injap" supaya gen tertentu boleh dinyatakan. Contohnya, gen yang bertindak balas terhadap keradangan.

Mengapa ia penting

Memahami mekanisme di sebalik aktiviti gen postmortem akan menjejaskan pemindahan organ, penyelidikan genetik dan forensik. Sebagai contoh, Pedro Ferreira dan rakan-rakannya dapat menentukan dengan tepat masa kematian organisma, hanya bergantung pada perubahan anumerta dalam ekspresi gen. Ini boleh berguna apabila menyiasat pembunuhan.

Walau bagaimanapun, dalam eksperimen ini, saintis tahu bahawa tisu yang dikaji adalah milik penderma tanpa patologi dan disimpan dalam keadaan yang ideal. Dalam kehidupan sebenar, banyak faktor boleh mempengaruhi transkripsi RNA, daripada penyakit dalam badan kepada suhu ambien dan masa berlalu sebelum pensampelan. Setakat ini, kaedah penyelidikan ini belum bersedia untuk digunakan dalam prosiding undang-undang.

Noble dan Pozhitkov percaya penemuan ini juga akan berguna dalam pemindahan organ.

Organ penderma berada di luar badan untuk beberapa waktu. Mungkin RNA di dalamnya mula menghantar isyarat yang sama seperti dalam kes kematian. Menurut Pozhitkov, ini mungkin menjejaskan kesihatan pesakit yang telah menerima organ baru. Mereka mempunyai peningkatan insiden kanser berbanding populasi umum. Mungkin maksudnya bukan pada ubat-ubatan yang menekan sistem imun yang perlu mereka ambil, tetapi dalam proses postmortem dalam organ yang dipindahkan. Belum ada data yang tepat, tetapi penyelidik sedang mempertimbangkan untuk menyimpan organ untuk pemindahan bukan dalam keadaan sejuk, tetapi pada sokongan hidup buatan.