معلومة

كيف يحافظ البعوض على طول التيلومير؟

كيف يحافظ البعوض على طول التيلومير؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بينما تحافظ الغالبية العظمى من الكائنات حقيقية النواة على نهايات الكروموسومات (التيلوميرات) عبر التيلوميراز ، وهو نظام إنزيمي يولد تكرارات قصيرة ومترادفة على نهايات الكروموسومات ، وآليات أخرى مثل تبديل الينقولات الرجعية (مثل ذبابة الفاكهة) أو إعادة التركيب (مثل الخميرة) يمكن استخدامها أيضًا في بعض الأنواع.

أود أن أعرف أفكارك حول الآليات الممكنة التي تنظم أطوال التيلومير في البعوض.


يبدو أن النموذج الحالي هو أن إعادة التركيب هي الآلية التي يتم من خلالها الحفاظ على طول التيلومير في ناقل الملاريا أنوفيليس غامبيا. هنا مقتطف من روث وآخرون الورقة التي اقترحت آلية إعادة التركيب:

قدم إدخال بلازميد pUChsneo المعدّل وراثيًا في الطرف الأيسر من الكروموسوم 2 علامة فريدة لقياس ديناميكيات التيلومير 2L على مدى 3 سنوات تقريبًا. كان الطول النهائي موحدًا نسبيًا في مجتمع 1993 مع انتهاء الكروموسومات ضمن تسلسل الجين الأبيض للجين المحور المُدخل. لم تنته شظايا الكروموسوم الطرفية المستنسخة بتسلسلات مكررة قصيرة يمكن تصنيعها بواسطة التيلوميراز. بحلول أواخر عام 1995 ، أصبحت نهايات الكروموسوم غير متجانسة: تم تقصير بعضها بشكل أكبر بينما تم إطالة الكروموسومات الأخرى عن طريق تجديد جزء من بلازميد pUChsneo المتكامل. تم تقديم نموذج لتمديد الكروموسوم 2L عن طريق إعادة التركيب بين نهايات الكروموسوم 2L المتجانسة باستخدام الازدواجية الجزئية للبلازميد التي تم إنشاؤها أثناء تكاملها الأصلي.

قد تكون مهتمًا أيضًا بهذه الورقة: الجينات المطلوبة للحفاظ على التيلوميرات في حالة عدم وجود التيلوميراز في Saccharomyces cerevisiae ثم انظر فيما إذا كان هناك متماثلون للبعوض من جينات الخميرة المحددة التي قد تكون متورطة في صيانة التيلومير.


يجد العلماء طريقة لزيادة طول التيلوميرات البشرية

ارتبط تقصير التيلوميرات البشرية - وهي أغطية تحمي كروموسوماتنا من التدهور - بالشيخوخة والمرض. الآن ، يقول باحثون من كلية الطب بجامعة ستانفورد ، كاليفورنيا ، إنهم وجدوا طريقة لإطالة هذه التيلوميرات ، مما قد يفتح الباب أمام علاجات جديدة للعديد من الحالات المرتبطة بالعمر والجينات.

يقول الباحثون إنهم وجدوا طريقة لإطالة التيلوميرات البشرية - الأغطية الواقية في نهاية الكروموسومات.

نشر فريق البحث ، بقيادة جون راموناس ، دكتوراه ، وإدوارد ياكوبوف ، دكتوراه ، النتائج التي توصلوا إليها في مجلة FASEB.

الكروموسومات هي هياكل شبيهة بالخيوط تقع في نهاية خيوط الحمض النووي التي تحتوي على جميع معلوماتنا الجينية. تحمي التيلوميرات كروموسوماتنا من التلف أثناء انقسام الخلية.

ومع ذلك ، فإن التيلوميرات تصبح أقصر مع كل انقسام خلوي ويمكن أن تصل إلى نقطة حيث لم تعد قادرة على حماية الكروموسومات ، مما يجعلها عرضة للتلف. هذا يؤدي إلى الشيخوخة وتطور المرض.

تعد دراسة الخلايا البشرية في المختبر أمرًا مهمًا لإيجاد طرق جديدة لعلاج مثل هذه الأمراض ، لكن الفريق يقول إن تقصير التيلوميرات يجعل هذا الأمر صعبًا لأنه يسمح للباحثين فقط بمراقبة الخلايا على مدى بضعة انقسامات قبل أن تموت.

لكن الآن ، يقول راموناس وياكوبوف وفريقهم إنهم وجدوا طريقة لإطالة طول التيلوميرات ، مما قد يزيد من عدد الخلايا البشرية المتاحة للدراسة.

لزيادة طول التيلومير ، استخدم الفريق نوعًا معدلًا من الحمض النووي الريبي (RNA) الذي يحتوي على تسلسل تشفير TERT.

TERT هو المكون النشط للإنزيم تيلوميراز - وهو إنزيم تعبر عنه الخلايا الجذعية الذي يحافظ على صحة التيلوميرات أثناء انتقالها إلى الجيل التالي. على الرغم من أن الخلايا الجذعية تعبر عن TERT ، إلا أن الباحثين لاحظوا أن معظم أنواع الخلايا الأخرى لا تفعل ذلك.

أوضح الباحثون في دراستهم أن إدخال ما لا يقل عن ثلاثة تطبيقات من الحمض النووي الريبي المعدل (يسمى TERT mRNA) على الخلايا البشرية على مدى بضعة أيام زاد من طول التيلومير بنسبة تصل إلى 10٪. لاحظ الفريق أن البشر يمتلكون تيلوميرات يبلغ طولها ما بين 8000 و 10000 نيوكليوتيد ، لكن الحمض النووي الريبي المعدل باستخدام بروتوكول TERT زاد من طول التيلومير بحوالي 1000 نيوكليوتيد.

علاوة على ذلك ، يقول الباحثون إن خلايا الجلد البشرية التي عولجت بـ TERT mRNA المعدل قسمت حوالي 28 مرة أكثر من تلك التي بقيت دون علاج ، بينما قسمت خلايا العضلات البشرية المعالجة حوالي ثلاث مرات أخرى.

يقول راموناس إن الفريق فوجئ بسرور عندما اكتشف أن TERT mRNA المعدل يزيد بشكل فعال من طول التيلومير.

ويضيف: "تسببت المحاولات السابقة لتقديم TERT المشفر للـ mRNA في استجابة مناعية ضد الإنزيم تيلوميراز ، والذي يمكن أن يكون ضارًا".

"على النقيض من ذلك ، فإن أسلوبنا غير مناعي. تعمل الطرق المؤقتة الحالية لتمديد التيلوميرات ببطء ، بينما تعمل طريقتنا على مدى بضعة أيام فقط لعكس تقصير التيلومير الذي يحدث على مدى أكثر من عقد من الشيخوخة الطبيعية. هذا يشير إلى أن العلاج باستخدام طريقتنا قد يكون قصيرًا ونادرًا ".

يقول الباحثون إن أسلوبهم الجديد يمكن أن يؤدي إلى علاجات جديدة للأمراض المرتبطة بالعمر والحالات الوراثية المرتبطة بقصر التيلومير ، مثل الحثل العضلي الدوشيني - وهي حالة عصبية عضلية موروثة يُقدر أنها تؤثر على واحد من كل 3600 طفل ذكر في الولايات المتحدة.

تضيف هيلين بلاو ، مؤلفة الدراسة المشاركة:

"لقد وجدنا الآن طريقة لإطالة التيلوميرات البشرية بما يصل إلى 1000 نيوكليوتيد ، وإعادة الساعة الداخلية في هذه الخلايا إلى الوراء بما يعادل سنوات عديدة من حياة الإنسان. هذا يزيد بشكل كبير من عدد الخلايا المتاحة للدراسات مثل اختبار الأدوية أو نمذجة المرض.

في يوم من الأيام ، قد يكون من الممكن استهداف الخلايا الجذعية العضلية في مريض مصاب بالحثل العضلي الدوشيني ، على سبيل المثال ، لتوسيع التيلوميرات الخاصة به. هناك أيضًا تداعيات على علاج حالات الشيخوخة ، مثل مرض السكري وأمراض القلب. لقد فتح هذا الباب حقًا للنظر في جميع أنواع الاستخدامات المحتملة لهذا العلاج ".

يخطط الباحثون الآن للتحقيق في كيفية تأثير TERT mRNA المعدل على أنواع أخرى من الخلايا البشرية.

في يونيو من العام الماضي ، أخبار طبية اليوم في دراسة أجرتها جامعة كاليفورنيا - سان فرانسيسكو ، ادعى فيها الباحثون - على عكس الدراسات الأخرى - أن التيلوميرات الأطول مرتبطة بزيادة خطر الإصابة بسرطان الدماغ.


يتم تنظيم صيانة التيلومير ونشاط التيلوميراز بشكل مختلف في الديدان اللاجنسية والديدان الجنسية

في معظم الحيوانات التي تتكاثر جنسيًا ، يحدث تكرار وصيانة التيلوميرات في الخط الجرثومي وأثناء التطور المبكر في التطور الجنيني من خلال استخدام التيلوميراز. لا تحافظ الخلايا الجسدية بشكل عام على تسلسل التيلومير ، وتصبح هذه الخلايا شيخوخة عند البالغين حيث تقصر التيلوميرات إلى طول حرج. تتكاثر بعض الحيوانات بشكل نسلي وبالتالي يجب أن تتطلب آليات جسدية بالغة للحفاظ على نهايات الكروموسومات الخاصة بها. نحن هنا ندرس بيولوجيا التيلومير للديدان المفلطحة المستوية التي تتمتع بقدرة تجديدية غير محدودة على ما يبدو تغذيها مجموعة من الخلايا الجذعية البالغة التكاثرية. نظهر أن صيانة التيلومير الجسدية تختلف في الحيوانات اللاجنسية والجنسية. تحافظ الحيوانات اللاجنسية على طول التيلومير بشكل جسدي أثناء التكاثر عن طريق الانشطار أو عندما يحدث التجدد عن طريق البتر ، في حين أن الحيوانات الجنسية لا تحقق استطالة التيلومير إلا من خلال التكاثر الجنسي. نوضح أن هذا الاختلاف ينعكس في التعبير والتضفير البديل لوحدة البروتين في إنزيم التيلوميراز. يبدو أن الخلايا الجذعية المستوية اللاجنسية البالغة تحافظ على طول التيلومير على مدى فترات تطورية دون المرور عبر مرحلة الخط الجرثومي. تُظهر التكييفات التي نلاحظها نشاط تيلوميراز جسدي غير محدد في تكاثر الخلايا الجذعية أثناء التجديد أو التكاثر عن طريق الانشطار ، وتؤسس مستوحات كنموذج مناسب لدراسة بنية التيلومير ووظيفته وصيانته.

بيان تضارب المصالح

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

الأرقام

ديناميات طول التيلومير المستوي. (...

ديناميات طول التيلومير المستوي. ( أ ) يزداد طول التيلومير في الحيوانات اللاجنسية ...

توصيف و RNAi لـ Smed-TERT ، ...

توصيف و RNAi لـ Smed-TERT ، الوحدة الفرعية التحفيزية للتيلوميراز في جنوب البحر الأبيض المتوسط ​​...

تهجين كامل في الموقع من ...

تهجين كامل في الموقع لـ TERT في الديدان الجنسية واللاجنسية الناضجة. تعبير…

التضفير البديل لـ سميد تيرت .…

التضفير البديل لـ سميد تيرت . ( أ ) هيكل exonic سميد تيرت البديل…


2. التيلوميرات والتيلوميراز

يوفر تقصير التيلومير التدريجي الناتج عن انقسام الخلايا (الشيخوخة التكرارية) حاجزًا أمام تطور الورم. ومع ذلك ، فإن إحدى السمات المميزة للأورام الخبيثة المتقدمة هي النمو المستمر للخلايا وهذا يرتبط بشكل عام بإعادة تنشيط التيلوميراز [7]. التيلوميراز عبارة عن نسخة خلوية عكسية (محرك جزيئي) تضيف DNA جديدًا إلى التيلوميرات الموجودة في نهايات الكروموسومات [8]. تتكون التيلوميرات من عدة كيلوبات من تكرارات النوكليوتيدات TTAGGG [9] ومركب بروتين مرتبط ، يُطلق عليه ملجأ [10]. يحمي مركب المأوى نهايات الكروموسوم من الاندماج من طرف إلى طرف والتحلل الذي يشكل هياكل شبيهة بحلقة T خاصة [11] وبالتالي يخفي النهايات الخطية للكروموسوم من أن يتم التعرف عليها على أنها فواصل DNA مفردة و / أو مزدوجة الشريط [12].

يتكرر TTAGGG التيلومري مع كل انقسام للخلية بسبب مشكلة النسخ المتماثل النهائي ، والأضرار التأكسدية وأحداث المعالجة النهائية الأخرى [12 & # x0201316]. عندما يتم تقصير عدد قليل من التيلوميرات بشكل حاسم ، هناك حالة توقف النمو ، وفي ذلك الوقت يتم تشغيل إشارات تلف الحمض النووي والشيخوخة الخلوية [12]. في حالة عدم وجود تغييرات أخرى ، يمكن أن تظل الخلايا في حالة هادئة / شيخوخة لسنوات ، ويمكن اعتبار ذلك بمثابة آلية فعالة للحماية من السرطان للأنواع طويلة العمر مثل البشر. ومع ذلك ، فإن الخلايا السرطانية البشرية المشتقة من الأورام السرطانية تتخطى بشكل عام تقريبًا الشيخوخة الخلوية وتلف الحمض النووي عن مسارات إشارات تلف الحمض النووي. في نماذج استنبات الخلايا البشرية ، يمكن تحقيق تجاوز الشيخوخة عن طريق إبطال جينات نقطة تفتيش دورة الخلية المهمة (مثل TP53 و p16 INK4a و pRb) ، مما يؤدي إلى نمو ممتد للخلايا ما قبل الخبيثة مما يؤدي في النهاية إلى أزمة [17]. الأزمة (الشكل 1) هي الفترة التي يتوازن فيها نمو الخلايا وموتها. بسبب اندماج نهاية الكروموسوم ، هناك أحداث جسر الانصهار والكسر الكروموسوم ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار الجيني ، وإعادة ترتيب الكروموسومات ، وفي النهاية ارتباط التيلوميراز. تيلوميراز ، الذي تم اكتشافه في حوالي 90٪ من جميع الأورام الخبيثة [7] ، قد يتنبأ بنتائج سيئة أو مواتية [18] ، مما يجعل الإنزيم تيلوميراز علامة حيوية جذابة للغاية وهدفًا لتطوير تشخيصات السرطان القائمة على الآلية والتنبؤات والعلاجات .


مراجع

Verdun، R. E. & amp Karlseder، J. النسخ المتماثل وحماية التيلوميرات. طبيعة سجية 447, 924–931 (2007).

واتسون ، ج.د.أصل DNA T7 المتحد. طبيعة بيول الجديدة. 239, 197–201 (1972).

غريفيث ، جي دي وآخرون. تنتهي التيلوميرات الثديية بحلقة مزدوجة كبيرة. زنزانة 97, 503–514 (1999). توضح هذه المخطوطة اكتشاف أن التيلوميرات يمكن أن تشكل بنية ملتوية يمكن أن تميز نهايات الكروموسومات الطبيعية التي تشكل فواصل الحمض النووي.

Oganesian، L. & amp Bryan، T. M. الأهمية الفسيولوجية لتشكيل G-quadruplex التيلومري: هدف دوائي محتمل. بيوسيس 29, 155–165 (2007).

Rhodes، D. & amp Giraldo، R. هيكل ووظيفة التيلومير. بالعملة. رأي. هيكل. بيول. 5, 311–322 (1995).

كاكشيون ، إس ، سيرون ، إم إيه وأمب سافينو ، إم. في المختبر نزعة منخفضة لتكوين نيوكليوسومات من أربعة متواليات تيلوميرية. FEBS ليت. 400, 37–41 (1997).

Blasco ، M. A. التنظيم اللاجيني للتيلوميرات في الثدييات. القس الطبيعة جينيه. 8, 299–309 (2007). يلخص هذا المنشور المعرفة الحالية لتعديلات الهيستون والحمض النووي في التيلوميرات.

صفير ، أ. وآخرون. تشبه التيلوميرات الثديية المواقع الهشة وتتطلب TRF1 للتكرار الفعال. زنزانة 138, 90–103 (2009).

مارتينيز ، ب وآخرون. تؤدي زيادة هشاشة التيلومير والاندماج الناتج عن نقص TRF1 إلى أمراض تنكسية وزيادة السرطان في الفئران. تطوير الجينات. 23, 2060–2075 (2009).

راغورامان ، إم ك وآخرون. ديناميات تكرار الجينوم الخميرة. علم 294, 115–121 (2001).

Palm، W. & amp de Lange، T. How ملجأ يحمي التيلوميرات في الثدييات. Annu. القس جينيه. 42, 301–334 (2008).

Bianchi، A.، Smith، S.، Chong، L.، Elias، P. & amp de Lange، T. TRF1 هو ثنائى ويثني DNA تيلوميرى. EMBO J. 16, 1785–1794 (1997).

يعزز Griffith و J. و Bianchi و A. & amp de Lange و T. TRF1 الاقتران المتوازي للمسالك التيلوميرية في المختبر. جيه مول. بيول. 278, 79–88 (1998).

أميارد ، إس وآخرون. آلية طوبولوجية لغزو حبال TRF2 المعزز. هيكل الطبيعة. مول. بيول. 14, 147–154 (2007).

دي لانج ، ت. حماية التيلوميرات في الثدييات. الأورام 21, 532–540 (2002).

Stansel ، R.M ، de Lange ، T. & amp Griffith ، مجموعة J.D.T- حلقة في المختبر يتضمن ربط TRF2 بالقرب من البروز التيلومري 3 '. EMBO J. 20, 5532–5540 (2001).

Denchi، E.L & amp de Lange، T. حماية التيلوميرات من خلال التحكم المستقل في أجهزة الصراف الآلي و ATR بواسطة TRF2 و POT1. طبيعة سجية 448, 1068–1071 (2007). تسلط هذه المخطوطة الضوء على التحكم في مسارات DDR المعتمدة على ATM و ATR من خلال مكونات ملجأ متميزة.

Smogorzewska ، A. ، Karlseder ، J. ، Holtgreve-Grez ، H. ، Jauch ، A. & amp de Lange ، T. DNA ligase IV المعتمد على NHEJ من التيلوميرات الثديية المحرومة في G1 و G2. بالعملة. بيول. 12, 1635–1644 (2002).

Benetti، R.، Schoeftner، S.، Munoz، P. & amp Blasco، M. A. دور TRF2 في تجميع كروماتين التيلومير. دورة الخلية 7, 3461–3468 (2008).

Li، B.، Oestreich، S. & amp de Lange، T. تحديد الإنسان RAP1: الآثار المترتبة على تطور التيلومير. زنزانة 101, 471–483 (2000).

Bae و N. مول. زنزانة 26, 323–334 (2007).

Sarthy، J.، Bae، N. S.، Scrafford، J. & amp Baumann، P. Human RAP1 يمنع انضمام نهاية غير متجانسة في التيلوميرات. EMBO J. 28, 3390–3399 (2009).

Loayza ، D. & amp De Lange ، T. POT1 كمحول طرفية للتحكم في طول التيلومير TRF1. طبيعة سجية 424, 1013–1018 (2003).

شين ، هـ وآخرون. TPP1 هو متماثل من الهدبية TEBP-ويتفاعل مع POT1 لتجنيد التيلوميراز. طبيعة سجية 445, 559–562 (2007).

وانج ، إف وآخرون. مجمع التيلومير POT1-TPP1 هو عامل معالجة تيلوميراز. طبيعة سجية 445, 506–510 (2007).

Dejardin، J. & amp Kingston، R. E. تنقية البروتينات المرتبطة بمواقع جينومية معينة. زنزانة 136, 175–186 (2009).

de Lange، T. Shelterin: مركب البروتين الذي يشكل ويحمي التيلوميرات البشرية. تطوير الجينات. 19, 2100–2110 (2005).

Smogorzewska، A. & amp de Lange، T. تنظيم التيلوميراز بواسطة البروتينات التيلوميرية. Annu. القس Biochem. 73, 177–208 (2004).

بارك ، ج. آي وآخرون. يعدل التيلوميراز إشارات Wnt بالاقتران مع كروماتين الجين المستهدف. طبيعة سجية 460, 66–72 (2009).

Venteicher، A. S.، Meng، Z.، Mason، P. J.، Veenstra، T.D & amp Artandi، S.E. زنزانة 132, 945–957 (2008). تصف هذه المخطوطة الدور الأساسي لـ ATPases في تجميع معقد التيلوميراز الوظيفي.

فينتيشر ، أ.س وآخرون. مطلوب بروتين holoenzyme تيلوميراز بشري لتوطين جسم Cajal وتخليق التيلومير. علم 323, 644–648 (2009). يوضح هذا المنشور متطلبات مجمع التيلوميراز للمرور عبر هيئات كاجال للتجميع.

لوقا ، ب وآخرون. يعمل نوكلياز خارجي Rat1p 5 'إلى 3' على تحطيم الحمض النووي الريبي المحتوي على التيلومير المتكرر ويعزز استطالة التيلومير في خميرة الخميرة. مول. زنزانة 32, 465–477 (2008).

Azzalin ، C.M ، Reichenbach ، P. ، Khoriauli ، L. ، Giulotto ، E. & amp Lingner ، J. تكرار التيلومير الذي يحتوي على عوامل مراقبة RNA و RNA في نهايات كروموسوم الثدييات. علم 318, 798–801 (2007).

Schoeftner، S. & amp Blasco، M.A النسخ المنظم تطوريًا لتيلوميرات الثدييات بواسطة RNA polymerase II المعتمد على الحمض النووي. خلية الطبيعة بيول. 10, 228–236 (2008). تدرك المراجع 33 و 34 أنه يمكن نسخ التيلوميرات على أنها مكررة طويلة تحتوي على RNAs.

Luke، B. & amp Lingner، J. TERRA: التيلومير المحتوي على RNA. EMBO J. 28, 2503–2510 (2009).

Deng، Z.، Norseen، J.، Wiedmer، A.، Riethman، H. & amp Lieberman، P. M. TERRA RNA ملزم لـ TRF2 يسهل تكوين الكروماتين المغاير وتجنيد ORC في التيلوميرات. مول. زنزانة 35, 403–413 (2009).

Schoeftner، S. & amp Blasco، M. A. تنظيم الكروماتين والحمض النووي الريبي غير المشفر في التيلوميرات الثديية. سيمين. تطوير الخلية. بيول. 6 أكتوبر 2009 (دوى: 10.1016 / j.semcdb.2009.09.015).

ماكاروف ، في.إل. ، هيروس ، واي. & أمبير لانجمور ، جي بي لونج جي ذيول عند طرفي الكروموسومات البشرية تشير إلى آلية تحلل حبلا سي لتقصير التيلومير. زنزانة 88, 657–666 (1997).

McElligott ، R. & amp Wellinger ، R.J. بنية الحمض النووي الطرفية لكروموسومات الثدييات. EMBO J. 16, 3705–3714 (1997).

Wright، W. E.، Tesmer، V. M.، Huffman، K. E.، Levene، S.D & amp Shay، J.W. الكروموسومات البشرية العادية لها تيلوميرات متراكمة طويلة غنية بالـ G في أحد طرفيها. تطوير الجينات. 11, 2801–2809 (1997).

Lundblad، V. & amp Szostak، J.W يؤدي طفرة مع خلل في استطالة التيلومير إلى شيخوخة الخميرة. زنزانة 57, 633–643 (1989).

بودنار ، أ.ج.وآخرون. إطالة العمر الافتراضي عن طريق إدخال التيلوميراز في الخلايا البشرية الطبيعية. علم 279, 349–352 (1998).

ميرسون ، إم وآخرون. يتم تنظيم جين hEST2 ، وهو جين الوحدة الفرعية التحفيزي للتيلوميراز البشري المفترض ، في الخلايا السرطانية وأثناء الخلود. زنزانة 90, 785–795 (1997). تصف المراجع 42 و 43 عزل وتوصيف الوحدة الفرعية التحفيزية للتيلوميراز البشري.

موراليس ، سي ب وآخرون. عدم وجود التغيرات المرتبطة بالسرطان في الخلايا الليفية البشرية المخلدة بالتيلوميراز. طبيعة الجينات. 21, 115–118 (1999).

توماس لوبا ، إيه وآخرون. يؤخر إنزيم إنزيم التيلوميراز العكسي الشيخوخة في الفئران المقاومة للسرطان. زنزانة 135, 609–622 (2008). تحلل هذه المخطوطة آثار تعبير التيلوميراز على عمر الفئران التي جعلت السرطان مقاومًا بسبب الإفراط في التعبير عن مثبطات الورم.

عبد الله ، ب وآخرون. نموذج من خطوتين للشيخوخة الناتجة عن تيلومير واحد قصير للغاية. خلية الطبيعة بيول. 11, 988–993 (2009).

Crabbe، L.، Verdun، R. E.، Haggblom، C. I. & amp Karlseder، J. التيلومير المعيب في الخلايا التي تفتقر إلى نشاط الهليكاز WRN. علم 306, 1951–1953 (2004).

Karlseder، J.، Smogorzewska، A. & amp de Lange، T. Senescence الناجم عن حالة التيلومير المتغيرة ، وليس فقدان التيلومير. علم 295, 2446–2449 (2002).

Xu، L. & amp Blackburn، E.H. الخلايا السرطانية البشرية تؤوي جذوع T ، وهي فئة مميزة من التيلوميرات القصيرة للغاية. مول. زنزانة 28, 315–327 (2007).

Aguilaniu، H.، Gustafsson، L.، Rigoulet، M. & amp Nystrom، T. علم 299, 1751–1753 (2003).

D'Angelo ، M. A. ، Raices ، M. ، Panowski ، S.H & amp Hetzer ، M. زنزانة 136, 284–295 (2009).

Ouellette، M. M.، McDaniel، L.D، Wright، W.E، Shay، J.W & amp Schultz، R. A. إنشاء خطوط خلوية خالدة تيلوميراز تمثل متلازمات عدم استقرار الكروموسومات البشرية. همم. مول. جينيه. 9, 403–411 (2000).

Wright، W.E & amp Shay، J.W. الشيخوخة الخلوية كآلية لحماية الورم: الدور الأساسي للعد. بالعملة. رأي. جينيه. ديف. 11, 98–103 (2001).

van Steensel، B.، Smogorzewska، A. & amp de Lange، T. TRF2 يحمي التيلوميرات البشرية من الاندماج من طرف إلى طرف. زنزانة 92, 401–413 (1998). تعترف هذه المخطوطة بالدور الوقائي لـ TRF2 في التيلوميرات في الثدييات.

Karlseder، J.، Broccoli، D.، Dai، Y.، Hardy، S. & amp de Lange، T. p53- and ATM-Based apoptosis الناجم عن التيلوميرات التي تفتقر إلى TRF2. علم 283, 1321–1325 (1999).

Lazzerini Denchi، E.، Celli، G. & amp de Lange، T. تظل الخلايا الكبدية ذات نزع التيلومير الواسع والاندماج قابلة للحياة وتجدد كتلة الكبد من خلال المضاعفة الداخلية. تطوير الجينات. 20, 2648–2653 (2006).

Celli، G.B & amp de Lange، T. معالجة الحمض النووي ليست مطلوبة لاستجابة تلف التيلومير بوساطة أجهزة الصراف الآلي بعد حذف TRF2. خلية الطبيعة بيول. 7, 712–718 (2005).

Baumann، P. & amp Cech، T. R. Pot1 ، وهو بروتين مفترض لربط طرف التيلومير في الخميرة الانشطارية والبشر. علم 292, 1171–1175 (2001). تصف هذه المخطوطة عزل وتوصيف عامل ربط الحمض النووي التيلومري أحادي الشريطة POT1.

Hockemeyer، D.، Daniels، J.P، Takai، H. & amp de Lange، T. التوسع الأخير لمركب التيلومير في القوارض: بروتينان متميزان POT1 يحميان تيلوميرات الفأر. زنزانة 126, 63–77 (2006).

وو ، ل. وآخرون. يبدأ نقص وعاء 1 في تنشيط نقطة تفتيش تلف الحمض النووي وإعادة التركيب المتماثل الشاذ في التيلوميرات. زنزانة 126, 49–62 (2006).

يعزز Dimitrova، N.، Chen، Y.C، Spector، D.L & amp de Lange، T. 53BP1 الانضمام غير المتماثل للتيلوميرات عن طريق زيادة تنقل الكروماتين. طبيعة سجية 456, 524–528 (2008).

Dimitrova، N. & amp de Lange، T. مول. خلية بيول. 29, 5552–5563 (2009).

Takai ، H. ، Smogorzewska ، A. & amp de Lange ، T. بؤر تلف الحمض النووي في التيلوميرات المختلة وظيفيًا. بالعملة. بيول. 13, 1549–1556 (2003).

Bartek ، J. ، Bartkova ، J. & amp Lukas ، J. تحرس إشارات تلف الحمض النووي ضد الجينات المسرطنة النشطة وتطور الورم. الأورام 26, 7773–7779 (2007).

Bartek ، J. ، Lukas ، J. & amp Bartkova ، J. دورة الخلية 6, 2344–2347 (2007).

Wang، R. C.، Smogorzewska، A. & amp de Lange، T. ينتج عن إعادة التركيب المتماثل عمليات حذف بحجم حلقة T في التيلوميرات البشرية. زنزانة 119, 355–368 (2004).

بوليه وآخرون. يعزز TRF2 ويعيد تشكيل ويحمي تقاطعات Holliday التيلوميرية. EMBO J. 28, 641–651 (2009).

ناكامورا ، T. M. ، Moser ، B. A. & amp Russell ، P. يساهم ارتباط التيلومير لمستشعر نقاط التفتيش وبروتينات إصلاح الحمض النووي في الحفاظ على تيلوميرات الخميرة الانشطارية الوظيفية. علم الوراثة 161, 1437–1452 (2002).

نوجنت ، سي آي وآخرون. تعتمد صيانة التيلومير على الأنشطة المطلوبة للإصلاح النهائي للفواصل ذات الشرائط المزدوجة. بالعملة. بيول. 8, 657–660 (1998).

Takata، H.، Kanoh، Y.، Gunge، N.، Shirahige، K. & amp Matsuura، A. في الجسم الحي. مول. زنزانة 14, 515–522 (2004).

Tsukamoto ، Y. ، Taggart ، A.K & amp Zakian ، V. A. دور مجمع Mre11-Rad50-Xrs2 في تيلوميراز- تطويل بوساطة خميرة الخميرة التيلوميرات. بالعملة. بيول. 11, 1328–1335 (2001).

Vaziri، H. et al. يؤدي فقدان التيلومير المعتمد على أجهزة الصراف الآلي في الخلايا الليفية البشرية ثنائية الصبغيات وتلف الحمض النووي إلى تنشيط ما بعد التحويل لبروتين p53 الذي يتضمن بوليميريز بولي (ADP-ribose). EMBO J. 16, 6018–6033 (1997).

رانجاناثان ، ف.آخرون. يتطلب إنقاذ عيب طول التيلومير لخلايا متلازمة تكسر نيميغن وحدة فرعية تحفيزية تيلوميراز و NBS. بالعملة. بيول. 11, 962–966 (2001).

Zhu، X. D.، Kuster، B.، Mann، M.، Petrini، J.H & amp de Lange، T. رابطة دورة الخلية المنظمة لـ RAD50 / MRE11 / NBS1 مع TRF2 والتيلوميرات البشرية. طبيعة الجينات. 25, 347–352 (2000).

Verdun، R. E.، Crabbe، L.، Haggblom، C. & amp Karlseder، J. يتم التعرف على التيلوميرات البشرية الوظيفية على أنها تلف الحمض النووي في G2 من دورة الخلية. مول. زنزانة 20, 551–561 (2005).

Bradshaw، P. S.، Stavropoulos، D.J & amp Meyn، M. S. يرتبط بروتين التيلومير البشري TRF2 بفواصل الجينوم المزدوجة كاستجابة مبكرة لتلف الحمض النووي. طبيعة الجينات. 37, 193–197 (2005).

Karlseder، J. et al. يربط بروتين التيلومير TRF2 كيناز ATM ويمكن أن يثبط استجابة تلف الحمض النووي المعتمد على أجهزة الصراف الآلي. بلوس بيول. 2، E240 (2004).

Deng، Y.، Guo، X.، Ferguson، D. O. & amp Chang، S. أدوار متعددة لـ MRE11 في التيلوميرات غير المحددة. طبيعة سجية 460, 914–918 (2009).

Bakkenist ، C.J & amp Kastan ، M.B. ينشط تلف الحمض النووي ATM من خلال الفسفرة الذاتية بين الجزيئات والتفكك الثنائي. طبيعة سجية 421, 499–506 (2003).

Benetti، R.، Garcia-Cao، M. & amp Blasco، M. A. ينظم طول التيلومير الحالة اللاجينية لتيلوميرات الثدييات والتيلوميرات الفرعية. طبيعة الجينات. 39, 243–250 (2007).

Benetti، R. et al. ينتج عن نقص Suv4–20h استطالة التيلومير وإلغاء تأشيب التيلومير. J. خلية بيول. 178, 925–936 (2007).

Garcia-Cao، M.، O'Sullivan، R.، Peters، A.H، Jenuwein، T. & amp Blasco، M. A. التنظيم الجيني لطول التيلومير في خلايا الثدييات بواسطة Suv39h1 و Suv39h2 هيستون methyltransferases. طبيعة الجينات. 36, 94–99 (2004).

غونزالو ، إس وآخرون. تتحكم ناقلات ميثيل الحمض النووي في طول التيلومير وإعادة تركيب التيلومير في خلايا الثدييات. خلية الطبيعة بيول. 8, 416–424 (2006).

مكلينتوك ، ب. اندماج الأطراف المكسورة للكروماتيدات النصفية الشقيقة بعد الكسر الكروماتيد في الطور الانتصافي الطور. مو. الزراعية. إكسب. ستن. الدقة. ثور. 290, 1–48 (1938).

بلاسكو ، إم إيه وآخرون. تقصير التيلومير وتشكيل الورم بواسطة خلايا الفئران التي تفتقر إلى تيلوميراز RNA. زنزانة 91, 25–34 (1997). هذه المخطوطة هي الأولى التي تصف آثار تثبيط التيلوميراز على مستوى الكروموسوم والكائن الحي في الثدييات.

شاي ، جي دبليو وأمبير رايت ، دبليو إي نشاط تيلوميراز في سرطان الإنسان. بالعملة. رأي. اونكول. 8, 66–71 (1996).

تشين ، ل. وآخرون. ينقذ عوز p53 الآثار الضارة لفقدان التيلومير ويتعاون مع ضعف التيلومير لتسريع عملية التسرطن. زنزانة 97, 527–538 (1999).

أرتاندي ، إس إي وآخرون. يعمل ضعف التيلومير على تعزيز عمليات النقل غير التبادلية والسرطانات الظهارية في الفئران. طبيعة سجية 406, 641–645 (2000). توضح هذه الورقة أن ضعف التيلومير يؤدي إلى تطور سرطانات ظهارية في الفئران المسنة التي تفتقر إلى p53.

Artandi، S. E. & amp DePinho، R. A. دور حاسم للتيلوميرات في قمع وتسهيل التسرطن. بالعملة. رأي. جينيه. ديف. 10, 39–46 (2000).

ماتسوتاني ، ن. وآخرون. التعبير عن عامل ربط التكرار التيلومري 1 و 2 والبروتين النووي 2 المتفاعل مع TRF1 في سرطانات المعدة البشرية. كثافة العمليات J. أونكول. 19, 507–512 (2001).

Oh، B. K.، Kim، Y.J، Park، C. & amp Park، Y. N. أكون. J. باتول. 166, 73–80 (2005).

Blanco، R.، Munoz، P.، Flores، J.M، Klatt، P. & amp Blasco، M. تطوير الجينات. 21, 206–220 (2007).

Munoz، P.، Blanco، R.، Flores، J.M & amp Blasco، M. A. XPF المعتمد على نوكلياز فقدان التيلومير وزيادة تلف الحمض النووي في الفئران التي تفرط في التعبير عن TRF2 يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة والسرطان. طبيعة الجينات. 37, 1063–1071 (2005).

Miller، K. M.، Rog، O. & amp Cooper، J. P. يتطلب تكرار الحمض النووي شبه المحافظ عبر التيلوميرات Taz1. طبيعة سجية 440, 824–828 (2006).

تشانغ ، س وآخرون. الدور الأساسي للحد من التيلوميرات في التسبب في متلازمة ويرنر. طبيعة الجينات. 36, 877–882 (2004).

لود ، ب.ر.وآخرون. يعزز إعادة التركيب المرتفع للتيلومير-التيلومير في الخلايا المختلة وظيفيًا التي تعاني من نقص WRN والهروب من الشيخوخة والانخراط في مسار ALT. تطوير الجينات. 19, 2560–2570 (2005).

Crabbe ، L. ، Jauch ، A. ، Naeger ، C.M ، Holtgreve-Grez ، H. & amp Karlseder ، J. Telomere dysfunction as a genomic instability in Werner syndrome. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 104, 2205–2210 (2007).

ميسون ، P. J. الخلايا الجذعية ، التيلوميراز وخلل التقرن الخلقي. بيوسيس 25, 126–133 (2003).

Mason، P. J.، Wilson، D.B & Bessler، M. Dyskeratosis congenita - وهو مرض يصيب صيانة التيلومير المختلة وظيفيًا. بالعملة. مول. ميد. 5, 159–170 (2005).

ميتشل ، جي آر ، وود ، إي أند كولينز ، ك. أحد مكونات التيلوميراز معيب في خلل التقرن الخلقي الذي يصيب الإنسان. طبيعة سجية 402, 551–555 (1999).

فوليامي ، ت. وآخرون. يتم تحور مكون الحمض النووي الريبي في الإنزيم تيلوميراز في خلل خلقي وراثي سائد خلقي. طبيعة سجية 413, 432–435 (2001).

فوليامي ، ت.جيه وآخرون. الطفرات في مكون النسخ العكسي للإنزيم تيلوميراز (TERT) في المرضى الذين يعانون من فشل نخاع العظم. خلايا الدم مول. ديس. 34, 257–263 (2005).

سافاج ، إس إيه وآخرون. يتحور TINF2 ، وهو أحد مكونات مجمع حماية التيلومير المأوى ، في خلل التقرن الخلقي. أكون. جيه هوم. جينيه. 82, 501–509 (2008).

Walne، A. J.، Vulliamy، T.، Beswick، R.، Kirwan، M. & amp Dokal، I. تؤدي طفرات TINF2 إلى تيلوميرات قصيرة جدًا: تحليل مجموعة كبيرة من المرضى الذين يعانون من خلل التقرن الخلقي ومتلازمات فشل نخاع العظم ذات الصلة. دم 112, 3594–3600 (2008).

Hockemeyer، D.، Palm، W.، Wang، R. C.، Couto، S. S. & amp de Lange، T. نماذج تحلل التيلومير المهندسة خلل التقرن الخلقي. تطوير الجينات. 22, 1773–1785 (2008).

ألدر ، ج. ك وآخرون. التيلوميرات القصيرة هي عامل خطر للإصابة بالتليف الرئوي مجهول السبب. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 105, 13051–13056 (2008).

أرمانيوس ، إم واي وآخرون. طفرات التيلوميراز في العائلات المصابة بالتليف الرئوي مجهول السبب. إنجل. جيه ميد. 356, 1317–1326 (2007).

Greider، C.W & amp Blackburn، E.H. محطة ترانسفيراز التيلومير من رباعية الغشاء هو إنزيم بروتين نووي بنوعين من خصوصية التمهيدي. زنزانة 51, 887–898 (1987). هذه المخطوطة هي الأولى التي تشير إلى أن الإنزيم تيلوميراز مطلوب لاستطالة نهايات الكروموسوم في حقيقيات النوى.

كوهين ، س.ب. وآخرون. تكوين البروتين من التيلوميراز البشري النشط تحفيزيًا من الخلايا الخالدة. علم 315, 1850–1853 (2007).

هيمان ، إم تي ، سترونج ، إم إيه ، هاو ، إل واي وأمب جريدر ، سي دبليو إن أقصر تيلومير ، وليس متوسط ​​طول التيلومير ، أمر بالغ الأهمية لاستمرار الخلية واستقرار الكروموسوم. زنزانة 107, 67–77 (2001).

Marcand، S.، Brevet، V. & amp Gilson، E. Progressive رابطة الدول المستقلة- تثبيط الإنزيم تيلوميراز عند استطالة التيلومير. EMBO J. 18, 3509–3519 (1999).

تشاو ، واي وآخرون. يحدث امتداد التيلومير في معظم نهايات الكروموسوم وينفصل عن ملء الخلايا السرطانية البشرية. زنزانة 138, 463–475 (2009).

Blasco، M. A. طول التيلومير والخلايا الجذعية والشيخوخة. علم الطبيعة. بيول. 3, 640–649 (2007).

رودولف ، ك.ل وآخرون. طول العمر ، والاستجابة للتوتر ، والسرطان في شيخوخة الفئران التي تعاني من نقص التيلوميراز. زنزانة 96, 701–712 (1999).

ماسوتومي ، ك وآخرون. إن إنزيم التيلوميراز العكسي ينظم حالة الكروماتين واستجابات تلف الحمض النووي. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 102, 8222–8227 (2005).

سارين ، K. Y. وآخرون. يتسبب تحريض التيلوميراز الشرطي في تكاثر الخلايا الجذعية لبصيلات الشعر. طبيعة سجية 436, 1048–1052 (2005).

Bryan، T.M، Englezou، A.، Gupta، J.، Bacchetti، S. & amp Reddel، R. R. R. R. استطالة التيلومير في الخلايا البشرية الخالدة دون نشاط التيلوميراز القابل للاكتشاف. EMBO J. 14, 4240–4248 (1995).

ييغر ، تي آر وآخرون. تحتوي الخلايا البشرية الخالدة سلبية التيلوميراز على نوع جديد من جسم سرطان الدم النخاعي (PML). الدقة السرطان. 59, 4175–4179 (1999).

لوغر ، ك. الهيكل والسلوك الديناميكي للنيوكليوسومات. بالعملة. رأي. جينيه. ديف. 13, 127–135 (2003).

Kouzarides ، T. تعديلات الكروماتين ووظائفها. زنزانة 128, 693–705 (2007).

Caslini، C.، Connelly، J.A، Serna، A.، Broccoli، D. & amp Hess، J.LLL يربط مع التيلوميرات وينظم نسخ الحمض النووي الريبي المحتوي على التيلوميرات. مول. خلية بيول. 29, 4519–4526 (2009).

ليستر ، ر. وآخرون. تُظهر ميثيلوم الحمض النووي البشري بدقة القاعدة اختلافات جينية واسعة الانتشار. طبيعة سجية 462, 315–322 (2009).

Probst، A. V.، Dunleavy، E. & amp Almouzni، G. الوراثة اللاجينية أثناء دورة الخلية. القس الطبيعة مول. خلية بيول. 10, 192–206 (2009).

ميتشيشيتا ، إي وآخرون. SIRT6 هو هيستون H3 ليسين 9 ديسيتيلاز الذي يعدل كروماتين التيلومير. طبيعة سجية 452, 492–496 (2008).

ماريون ، آر إم وآخرون. تكتسب التيلوميرات خصائص الخلايا الجذعية الجنينية في الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات. الخلية الجذعية للخلايا 4, 141–154 (2009).


التيلوميرات: ما الذي يسبب الشيخوخة البيولوجية؟

إذا كنت تتساءل عن كيفية تقدم خلاياك في العمر ، فابحث عن نهايات الكروموسومات لديك. تراقب الهياكل الخاصة التي تسمى التيلوميرات عن كثب الضرر الذي يتراكم في خلايانا وتصدر إشارة عندما يحين وقت تقاعدها.


في كل مرة تنقسم فيها الخلية ، تصبح خيوط الحمض النووي الموجودة في نهايات الكروموسومات أقصر قليلاً.

تتعرض الخلايا في أجسادنا لضربات طويلة طوال حياتنا. العوامل البيئية ، مثل الأشعة فوق البنفسجية وسوء التغذية والكحول ، بالإضافة إلى العوامل النفسية بما في ذلك الإجهاد ، تعرض خلايانا لخطر التلف الكبير.

تتسبب هذه العوامل في تلف الحمض النووي في خلايانا ، مما يجعلنا عرضة للإصابة بالسرطان وأمراض أخرى.

لكن لحسن الحظ ، لدينا أنظمة بيولوجية متطورة لمواجهة هذا الضرر. تشارك إحدى هذه الآليات في شيخوخة الخلايا ، مما يضمن أن الخلايا الفردية تعيش لفترة معينة من الوقت قبل أن تموت.

التيلوميرات عبارة عن امتدادات من الحمض النووي والبروتينات في نهايات كروموسوماتنا. في كل مرة تنقسم فيها الخلية ، تصبح هذه الامتدادات بشكل طبيعي أقصر. بمجرد أن يصل طول التيلومير إلى نقطة قطع معينة ، تصبح الخلية شيخوخة ، مما يعني أنها لم تعد قادرة على الانقسام وتموت بعد ذلك.

كيف تعمل التيلوميرات؟ ولماذا يشيخ بعض الناس أسرع من غيرهم؟

كما ذكرنا سابقًا ، التيلوميرات عبارة عن هياكل في نهايات الكروموسومات تتكون من امتدادات من الحمض النووي والبروتينات. عندما تنقسم الخلية ، تتكاثر الكروموسومات وترث كل خلية ابنة زوجًا متطابقًا.

لكن خلايانا لديها مشكلة كبيرة في تكرار الحمض النووي. يمكن للإنزيمات المسؤولة عن هذه العملية ، والتي تسمى بوليميراز الحمض النووي ، أن تنسخ بسهولة خيطًا واحدًا من الحمض النووي في الكروموسوم ، لكن تكرار الخيط الآخر أكثر تعقيدًا.

سبب هذه الظاهرة هو أن جزيء الحمض النووي اتجاهي ، بمعنى أن خيوط اللولب المزدوج تعمل في اتجاهين متعاكسين.

يمكن أن تنتج بوليميرات الحمض النووي خيطًا مستمرًا من الحمض النووي يسير في الاتجاه الأمامي ، ولكن عندما يتعين على هذه الآلية العمل للخلف ، فإنها تتشابك. بدلاً من ذلك ، يتم إنتاج شظايا قصيرة في الاتجاه الأمامي ، والتي يتم ضمها معًا بواسطة إنزيمات أخرى.

عندما يتعلق الأمر بالأطراف البعيدة لكروموسوماتنا ، لا يمكن تكرار الامتداد الأخير للخيط العكسي أو المتأخر. يسمي العلماء هذا "مشكلة النسخ النهائي". والنتيجة هي تقصير تدريجي لتمدد الحمض النووي للتيلومير مع كل جولة من انقسام الخلية.

وهذا يعني أيضًا أن خيطًا واحدًا من الحمض النووي أطول قليلاً من الآخر. هذا في الواقع شيء جيد لأنه يسمح لخيط الحمض النووي الحر بالالتفاف والالتفاف في الحمض النووي المزدوج الشريطة الموجود ، لتشكيل حلقة واقية.

مع تقصير التيلومير التدريجي يأتي شيخوخة الخلية. يعتقد العلماء أن هذه آلية دفاع طبيعية تمنع الخلايا التي تراكمت الكثير من الضرر من التحول إلى خلايا سرطانية محتملة.

يمكن استخدام طول التيلومير للإشارة إلى العمر البيولوجي للفرد (والذي يختلف عن العمر الزمني). يعرف العلماء الآن أن العديد من العوامل - بما في ذلك التمارين البدنية والنوم والاكتئاب وبعض الطفرات الجينية - مرتبطة بقصر طول التيلومير ، وبالتالي يمكن أن تؤدي إلى الشيخوخة البيولوجية المبكرة.

على سبيل المثال ، دراسة حديثة نشرت في المجلة طب الأطفال يوضح أن الأطفال الذين فقدوا آبائهم لديهم تيلوميرات أقصر بشكل ملحوظ.

وبالمثل ، نشرت مراجعة منهجية في عدد سبتمبر 2017 من مجلة البحوث النفسية يظهر أيضًا ارتباطًا بين الشدائد أثناء الطفولة - بما في ذلك العنف وإضفاء الطابع المؤسسي والفقر - ​​والتيلوميرات الأقصر.

يبقى أن نرى ما إذا كان طول التيلومير علامة على الشيخوخة البيولوجية أو سببًا لها. لكن الحد من العوامل المرتبطة بشكل سلبي بطول التيلومير من المرجح أن يساهم في سن بيولوجي أكثر شبابًا.


ما هو السرطان؟

يكتب مؤلفو هذه الورقة عن طرق بديلة محتملة للتنبؤ بما إذا كان لدى شخص ما فرصة عالية للإصابة بالسرطان. لكن ما هو السرطان ولماذا يصعب اكتشافه؟ السرطان مرض شائع يصيب ملايين الأشخاص كل عام. تحدث بشكل عام بسبب طفرات في جيناتك. يمكن أن تكون هذه الطفرات موروثة من والديك أو مكتسبة من البيئة. تعرف الخلايا الطبيعية متى تتوقف عن النمو ، ولكن في بعض السرطانات ، تتسبب الطفرات الجينية في نمو الخلايا الطبيعية وانقسامها بشكل لا يمكن السيطرة عليه.

Karyogram من اللمفاويات الأنثوية البشرية (خلايا الدم البيضاء). إضغط لمشاهدة نسخة أكبر.


كيف تؤثر نهايات الكروموسوم على شيخوخة الخلايا

من خلال دراسة العمليات التي تحدث في نهايات الكروموسومات ، اكتشف فريق من باحثي هايدلبرغ آلية مهمة نحو فهم أفضل لشيخوخة الخلايا. ركز العلماء على طول نهايات الكروموسوم ، ما يسمى بالتيلوميرات ، والتي يمكن التلاعب بها تجريبيًا. يسمح بحثهم ، الذي تم إجراؤه في مركز البيولوجيا الجزيئية بجامعة هايدلبرغ (ZMBH) ، باتباع نهج جديدة في تطوير علاجات لفقدان الأنسجة وفشل الأعضاء المرتبطة بالشيخوخة (الشيخوخة الخلوية). قد تكون نتائج البحث مهمة أيضًا لعلاج السرطان. تم نشرها مؤخرًا في المجلة الطبيعة الهيكلية والبيولوجيا الجزيئية.

تحتوي كل خلية على مجموعة من الكروموسومات يتم فيها تخزين الغالبية العظمى من معلوماتنا الجينية في شكل DNA. يجب حماية هذه المعلومات لضمان حسن سير الخلية. لتحقيق ذلك ، تلعب أطراف الكروموسومات ، التيلوميرات ، دورًا مهمًا في حماية الحمض النووي للكروموسومات من التدهور. & ldquo يمكننا أن نتخيل أن التيلوميرات مماثلة للأغطية البلاستيكية في نهايات أربطة الحذاء. بدونها ، تتآكل نهايات الأربطة ، وفي النهاية لا يعمل رباط الحذاء بالكامل بشكل صحيح ، & rdquo يشرح الدكتور Brian Luke. تركز مجموعته البحثية في ZMBH بشكل أساسي على فهم كيفية حماية التيلوميرات للحمض النووي.

من المعروف جيدًا في المجتمع العلمي أن التيلوميرات تقصر في كل مرة تنقسم فيها الخلية وتصبح في النهاية قصيرة جدًا لدرجة أنها لم تعد قادرة على حماية الكروموسومات. ترسل نهايات الكروموسوم غير المحمية إشارات تمنع الخلية من الانقسام أكثر ، وهي حالة يشار إليها باسم & ldquosenescence & rdquo. تحدث الخلايا الشائخة بشكل متكرر مع تقدمنا ​​في العمر ، مما قد يساهم في فقدان الأنسجة وفشل الأعضاء. & ldquo في بعض الأمراض ، يعاني المرضى بالفعل من تيلوميرات قصيرة جدًا عند الولادة ونتيجة لذلك يعانون من فقدان شديد للأنسجة واختلال وظيفي في الأعضاء في سن مبكرة ، كما يقول عالم هايدلبرغ.

اكتشفت مجموعة البحث التي يرأسها الدكتور لوقا الآن أن تشغيل النسخ أو إيقاف تشغيله عند التيلوميرات يمكن أن يكون له تأثيرات جذرية على طولها. النسخ هو عملية صنع جزيء RNA من DNA. لقد ظهر مؤخرًا فقط أنه يحدث في التيلوميرات ، لكن الأهمية الوظيفية لهذا الاكتشاف ظلت لغزا. تمكن علماء الأحياء الجزيئية بتينا بالك و أندريه آند إيكيوت مايشر الآن من إظهار أن الحمض النووي الريبي نفسه هو المنظم الرئيسي الذي يدفع تغيرات طول التيلومير ، خاصةً عندما يلتصق بالحمض النووي التيلومير ليصنع ما يسمى جزيء هجين ldquoRNA-DNA & rdquo.

& ldquo لقد غيّرنا بشكل تجريبي كمية هجينة RNA-DNA عند نهايات الكروموسوم. وبالتالي يمكننا إما تسريع أو تقليل معدل الشيخوخة الخلوية مباشرة من خلال التأثير على طول التيلومير ، تشرح بيتينا بالك. وفقًا لـ Andr & eacute Maicher ، قد تكون هذه الخطوة الأولى نحو العلاجات القائمة على التيلومير لفقدان الأنسجة أو فشل الأعضاء. فيما يتعلق بالأمراض ، لا يزال يتعين تحديد ما إذا كان تغيير معدلات النسخ في التيلوميرات يؤدي بالفعل إلى تحسين الحالة الصحية. هذا النهج مهم أيضًا للخلايا السرطانية ، التي لا تتقدم بالشيخوخة وبالتالي تعتبر خالدة. وبالتالي ، فإن التحكم في طول التيلومير المستند إلى النسخ قد يكون قابلاً للتطبيق أيضًا في علاج السرطان ، كما يؤكد الدكتور لوك.

مجموعة الأبحاث المبتدئة للدكتور لوك عضو في شبكة أبحاث الشيخوخة (NAR) في جامعة هايدلبرغ وتتلقى تمويلًا من Baden-W & uumlrttemberg Stiftung. يأتي المزيد من التمويل من مؤسسة الأبحاث الألمانية في إطار جامعة هايدلبرغ ومركز الأبحاث التعاوني rsquos & ldquoCellular Surveillance and Damage Response & rdquo (SFB 1036).


الشيخوخة: يمكن أن يكون الكثير من التيلوميراز سيئًا مثل القليل جدًا

كيف أطرح ثلاثين سنة من عمري؟ يطرح فاوست ، بطل الرواية في مسرحية يوهان فولفغانغ فون جوته الشهيرة ، هذا السؤال على ميفيستوفيليس في الفصل Hexenk & # 252che (مطبخ السحرة).

كيف أطرح ثلاثين سنة من عمري؟

يطرح فاوست ، بطل الرواية في مسرحية يوهان فولفغانغ فون غوته الشهيرة ، هذا السؤال على ميفيستوفيليس في الفصل هيكسينكوش (مطبخ السحرة). يقدم Mephistopheles بعض النصائح الجيدة - مع الأخذ في الاعتبار أنه الشيطان وهذا التبادل الوهمي يحدث في العصور الوسطى المظلمة:

Begib dich gleich hinaus aufs Feld،

Fang an zu hacken und zu graben

Erhalte dich und deinen Sinn

في آينم غانز beschränkten Kreise ،

Ernähre dich mit ungemischter Speise ،

Leb mit dem Vieh als Vieh، und acht es nicht für Raub،

Den Acker، den du erntest، selbst zu düngen

إليكم الجوهر المعاد صياغته لنصيحة الشيطان: ابحث عن حياة يسودها الاعتدال ، وتوقف عن الكسل ، ومارس الرياضة بانتظام عن طريق حرث الحقل وتجنب الأطعمة غير الصحية!

كيف يستجيب العالم العظيم فاوست لهذه الاقتراحات المنطقية؟

شكرا ولكن لا شكرا. لا يحب فاوست العمل اليدوي وهو سعيد جدًا بأسلوب حياته الحالي ، لذلك اختار بدلاً من ذلك الخطة ب - جرعة سحرية للشباب.

بعد ما يقرب من قرنين من الزمان بعد إجراء Faust لأول مرة ، يستمر سعينا لعكس مسار الشيخوخة. لا يزال الدواء السحري الذي يعكس الشيخوخة بعيد المنال كما كان دائمًا ، لكن أبحاث الشيخوخة حققت تقدمًا كبيرًا خلال العقود القليلة الماضية. أحد التعريفات البيولوجية للشيخوخة هو الانخفاض التدريجي في الوظيفة الملحوظ بمرور الوقت. يعاني البشر من هذا الانخفاض المرتبط بالعمر على مستوى الجسم أو الأعضاء بالكامل مثل فقدان الذاكرة أو ضعف قوة العضلات ، ولكن الشيخوخة تحدث أيضًا في الخلايا الفردية. يصف الشيخوخة الخلوية أو الشيخوخة الخلوية شكلاً من أشكال "الإرهاق" لدرجة عدم قدرة الخلايا على الانقسام وتعطيل النشاط الخلوي الطبيعي. تشير كمية كبيرة من البيانات العلمية إلى أن شيخوخة الخلايا الفردية تلعب دورًا رئيسيًا في التدهور العام لوظيفة العضلات أو تدفق الدم أو التمثيل الغذائي الذي يحدث عندما نتقدم في السن. لكن فهم الشيخوخة الخلوية لن يكشف فقط عن بعض ألغاز الشيخوخة "الصحية" ، بل قد يساعدنا أيضًا على فهم ومنع بعض الأمراض المرتبطة بالعمر مثل أمراض القلب أو السرطان.

أحد الآليات المركزية المسؤولة عن شيخوخة الخلايا هو تقصير التيلوميرات. التيلوميرات هي سلاسل دنا متكررة في نهايات الكروموسومات والتي تعمل كأغطية واقية. في كل مرة تنقسم فيها الخلية ، تخضع كروموسوماتها لعملية مضاعفة بحيث تتلقى الخليتان الابنتان كميات متساوية من الحمض النووي. أثناء تكرار الحمض النووي وفصل الكروموسومات المشكلة حديثًا ، يتم قطع قطع صغيرة من الحمض النووي في نهاية الكروموسومات. من خلال وجود أغطية التيلومير الواقية ، فإن عملية التقصير تؤثر فقط على التيلوميرات وليس على الأجزاء الأساسية للتشفير الجيني للكروموسوم.

عندما تتلف الخلايا الموجودة في نسيج ما ، يجب أن تبدأ الخلايا المجاورة أو خزانات الخلايا الجذعية المتجددة والخلايا السلفية ، وتقسيم الخلايا التالفة لاستبدالها. إن وجود تيلوميرات طويلة سيسمح لهؤلاء الجيران المتجددون بالاستمرار في تقسيم الأنسجة واستعادتها ، في حين أن الخلايا قصيرة التيلومير يجب أن تستسلم مبكرًا لأن أغطية التيلومير الواقية الخاصة بها سوف تتضاءل. كثيرًا ما يُطلب من الخلايا التجديدية مثل الخلايا الجذعية الانقسام وهذا هو السبب في أنه من الجيد أن تحتوي هذه الخلايا المتجددة على مستويات عالية من إنزيم يسمى تيلوميراز والذي يساعد على منع تقصير التيلوميرات. وبالتالي يعمل التيلوميراز باعتباره إنزيمًا مضادًا للشيخوخة. تم الكشف عن دور التيلوميرات والتيلوميراز في شيخوخة الخلايا لأول مرة في الثمانينيات والتسعينيات من قبل الرواد إليزابيث بلاكبيرن وكارول جريدر وجاك زوستاك ، الذين شاركوا جميعًا في جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2009 عن "اكتشاف كيفية حماية الكروموسومات بواسطة التيلوميرات وإنزيم التيلوميراز“.

في اجتماع لينداو الحائز على جائزة نوبل رقم 64 ، استعرضت إليزابيث بلاكبيرن تاريخ الكيفية التي حددت بها هي وزملاؤها دور التيلوميرات والتيلوميراز في عملية الشيخوخة الخلوية ، ولكنها قدمت أيضًا بيانات أحدث عن كيفية قياس طول التيلوميرات في عينة الدم. توقع ميل المرء لطول العمر والصحة. من البديهي والنظري أن امتلاك تيلوميرات طويلة سيكون أمرًا جيدًا ، لكن من الجيد أن يتم جمع بيانات من العالم الحقيقي من آلاف البشر الذين يؤكدون أن هذا هو الحال بالفعل. جمعت دراسة مستقبلية عينات الدم وقياس متوسط ​​طول التيلومير لخلايا الدم البيضاء في 787 مشاركًا وتابعتهم لمدة 10 سنوات لمعرفة من سيصاب بالسرطان. ارتبط طول التيلومير عكسياً باحتمال الإصابة بالسرطان والموت بسبب السرطان. كان الأفراد في أقصر مجموعة تيلومير أكثر عرضة للإصابة بالسرطان بثلاث مرات من مجموعة التيلومير الأطول خلال فترة المراقبة التي تبلغ عشر سنوات! كما توجد علاقة مماثلة بين التيلوميرات الطويلة وأمراض أقل لأمراض القلب والأوعية الدموية.

سارع الدكتور بلاكبيرن إلى الإشارة إلى أن هذه الارتباطات لا تعني بالضرورة وجود علاقة مباشرة بين السبب والنتيجة. في الواقع ، يجب أن تؤدي زيادة مستويات التيلوميراز إلى إطالة التيلوميرات ، ولكن في حالة السرطان ، يمكن أن يكون الكثير من التيلوميراز سيئًا مثل قلة التيلوميرات. يمكن للكثير من الإنزيم تيلوميراز أن يساعد في إضفاء الخلود على الخلايا السرطانية ويزيد من احتمالية الإصابة بالسرطان ، في حين أن القليل جدًا من الإنزيم تيلوميراز يمكن أن يزيد أيضًا من السرطان عن طريق استنفاد إمكانات التجدد الصحية للجسم. لتقليل خطر الإصابة بالسرطان ، نحتاج إلى مستوى مثالي من التيلوميراز ، مع عدم وجود مساحة كبيرة للخطأ. يوضح هذا أن "لقطات التيلوميراز" ليست الجرعة السحرية المضادة للشيخوخة التي سعى بها فاوست والعديد من البشر الآخرين عبر التاريخ.

لماذا تعتبر أطوال التيلومير منبئات جيدة لطول العمر ، ولكن الكثير من الإنزيم تيلوميراز يمكن أن يكون ضارًا بالنسبة لك؟ الجواب على الأرجح هو أن أطوال التيلومير المقاسة في خلايا الدم البيضاء تعكس مجموعة واسعة من العوامل ، مثل التركيب الجيني ولكن أيضًا تاريخ الخلية. قد يكون البعض منا محظوظًا لأننا موهوبون وراثيًا بنشاط تيلوميراز أعلى قليلاً أو تيلوميرات أطول ، لكن البيئة تلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في تنظيم التيلوميرات. إذا تعرضت خلايانا للكثير من الإجهاد والإصابة - حتى في سن مبكرة - فإنها تضطر إلى الانقسام في كثير من الأحيان وتقصير التيلوميرات الخاصة بها. إن قياسات طول التيلومير التي تتنبأ بالصحة وطول العمر هي لقطات مأخوذة في وقت معين ولا يمكنها التمييز بين السمات الموروثة التي تمنح هدية التيلوميرات الأطول للبعض ونقص الضغوط البيئية التي ربما سمحت للخلايا بالحفاظ على التيلوميرات الطويلة.

ما هي الضغوطات التي يمكن أن تؤثر على شيخوخة الخلايا وقصر التيلوميرات؟ أدرج بلاكبيرن عددًا قليلاً منها مثل هرمونات التوتر والإجهاد التأكسدي والإجهاد الالتهابي. كل هذه الضغوطات تسبب الضغط على المستوى الجزيئي ، مما يعني أنها يمكن أن تلحق الضرر بالبروتينات والمكونات الأساسية الأخرى للخلية. الإجهاد التأكسدي ، الإنتاج الزائد لأنواع الأكسجين التفاعلية يؤكسد البروتينات ، ويعطل هيكلها ووظيفتها إلى الحد الذي تصبح فيه البروتينات المؤكسدة إما عديمة الفائدة أو حتى ضارة. يشير الإجهاد الالتهابي إلى الالتهاب المفرط الذي يتجاوز الاستجابة الالتهابية الطبيعية للخلايا التي يمكن أن تتعافى منها. يمكن أن يتسبب الالتهاب المطول ، على سبيل المثال ، في تنشيط الخلايا لبرنامج موت الخلايا. أظهرت الدراسات الحديثة التي أجريت على الفئران أن تنشيط مسارات الالتهاب في الدماغ يمكن أن يثبط الوظيفة الإدراكية وقوة العضلات وطول العمر بشكل عام. كما أشار بلاكبيرن إلى أن الضغوطات غالبًا ما تكون مترابطة. يمكن أن يؤدي الارتفاع المطول في هرمونات التوتر أو الالتهاب لفترات طويلة إلى زيادة الإجهاد التأكسدي. كلما ارتفع مستوى هذه الضغوطات ، كلما تقدم عمر الخلايا المبكرة. هذا يعني أن جسم شخص في الثلاثينيات أو الأربعينيات من العمر يتعرض لمستويات عالية من الالتهاب أو الإجهاد التأكسدي قد يكون بالفعل العديد من الخلايا التي تظهر عليها علامات الشيخوخة.

كيف تؤدي هذه الضغوطات إلى الشيخوخة المبكرة؟ يمكن أن يكون تقصير التيلوميرات أحد الحلول. إذا كانت الخلايا ملتهبة بشكل مزمن بسبب أمراض المناعة الذاتية أو الأمراض المرتبطة بالالتهابات مثل السمنة وتصلب الشرايين ، فيجب استبدالها باستمرار بانقسام الخلايا الذي يقصر التيلوميرات. ومع ذلك ، فإن تقصير التيلومير ليس الطريق الوحيد لشيخوخة الخلية. كشفت مجموعات البحث المسنّة عن مسارات إضافية متعددة يمكنها تسريع الشيخوخة المبكرة للخلايا دون الحاجة بالضرورة إلى تقصير التيلوميرات. يمكن أن يؤدي الالتهاب أو الإجهاد التأكسدي إلى تنشيط بعض مسارات الشيخوخة مثل منظم الشيخوخة p16INK4a. أظهر عملنا أن السيتوكين الالتهابي يمكنه تحويل الخلايا السلفية للأوعية الدموية عالية التجدد إلى خلايا مسنة لم تعد تتكاثر عن طريق تنشيط p16INK4a ، وهذا يحدث دون التأثير على طول التيلومير. كشفت جوديث كامبيسي من معهد باك للشيخوخة بالإضافة إلى العديد من الباحثين الآخرين عن حلقة مفرغة مهمة: بمجرد أن تبدأ الخلايا في الشيخوخة ، فإنها تطلق البروتينات الالتهابية التي بدورها يمكن أن تنشط الشيخوخة في الخلايا المجاورة ، وبالتالي إعداد سلسلة ذاتية التعزيز من الشيخوخة. في الحركة.

أين يتركنا هذا التفاعل بين مسارات الشيخوخة المعتمدة على التيلومير والمستقلة عن التيلومير وكذلك تأثير الضغوط المعروفة (والعديد من الضغوطات غير المعروفة)؟ يتقدم الفهم الجزيئي لشيخوخة الخلايا بشكل مطرد ، لكن تعقيد شيخوخة الخلايا والسؤال الأكثر تعقيدًا حول كيف تتطلب الأعضاء مثل الدماغ وعمر القلب الكثير من العمل. لن يكون هناك مفتاح جزيئي واحد يمكنه عكس أو إيقاف الشيخوخة وزيادة عمرنا ثلاث مرات ، لكن معظم الباحثين المتقدمين في السن لا يعتبرون هذا هدفهم. إن فهم مسارات الشيخوخة المحددة ، بالإضافة إلى الجينات والضغوط التي تنشطها ، سيسمح لنا بمنع الأمراض المرتبطة بالعمر وعلاجها بالإضافة إلى أن نكون قادرين يومًا ما على تقديم المشورة الشخصية للأفراد حول كيفية تعظيم "فترة صحتهم". في الوقت الحالي ، يمكننا الالتزام ببعض تدخلات نمط الحياة الواسعة التي أوصت بها ميفيستوفيليس: التمارين الرياضية واتباع نظام غذائي صحي.

الآراء المعبر عنها هي آراء المؤلف (المؤلفين) وليست بالضرورة آراء Scientific American.


التيلوميرات الخارجة للحرارة: حان الوقت للخروج من البرد

نقوم بمراجعة علم البيئة التطوري وعلم الوراثة للتيلوميرات في الأصناف التي لا يمكنها رفع درجة حرارة أجسامها إلى المستوى المفضل من خلال التمثيل الغذائي ، ولكنها تفعل ذلك من خلال الاستمتاع أو البحث عن بيئة دافئة. تحتوي هذه المجموعة من الكائنات الحية على جميع الكائنات الحية على الأرض ، باستثناء الطيور والثدييات. أحد أسباب اهتمامنا بهذه المجموعة الاصطناعية هو الحجة القائلة بأن درجة حرارة الجسم المرتفعة والمستقرة تزيد من خطر الإصابة بالأورام الخبيثة إذا جعلت التيلوميرات الطويلة المستعادة التيلوميراز الخلايا "تعيش إلى الأبد". إذا كان هذا صحيحًا ، فينبغي أن يكون للترددات الخارجية ترددات سرطانية أقل بشكل ملحوظ. نناقش إلى أي درجة يوجد دعم لفرضية "مكافحة السرطان" في الأدبيات الحالية. الأهم من ذلك ، نقترح أن الأصناف الخارجية ، مع التباين في تعبير التيلوميراز الجسدي عبر الأنسجة والأصناف ، قد تحمل المفتاح لفهم الانتقاء المستمر وتطور ديناميكيات التيلوميراز في البرية. نقوم أيضًا بمراجعة التأثيرات الخاصة بالنمو على التيلوميرات الخاصة بالتمدد الحراري ، وتأثيرات الفتح الذاتي ("انخفاض الذيل") على استنزاف التيلومير ، وتكاليف الحفاظ على العروض الجنسية المقاسة في استنزاف التيلومير. أخيرًا ، نغطي التيلوميرات الخارجية للنبات وتاريخ الحياة في "مراجعة مصغرة" منفصلة.

هذه المقالة جزء من موضوع موضوع "فهم التنوع في ديناميكيات التيلومير".

1 المقدمة

في محاضرة حول "Endothermy مقابل Ectothermy" في جامعة واشنطن (2005) ، قام عالم وظائف الأعضاء المتميز و "تطورقسم المحرر البروفيسور راي هيوي عالم الكائنات الحية إلى فئتين ، الطيور والثدييات (endotherms) ، و "الباقي!" (ectotherms). تتناول هذه الورقة بيولوجيا التيلوميرات والتيلوميراز لـ "الباقي" [1،2]. يجب أن يحد هذا الاتساع من المقدار الذي يمكن قوله لكل تصنيف في مراجعة قصيرة ، ومع ذلك ، هناك ندرة حقيقية في الأبحاث حول علم البيئة التطوري وعلم الوراثة وعلم وظائف الأعضاء للتيلوميرات الخارجية.

تُفقد تسلسلات تيلومير الحمض النووي غير المشفرة المحمية بمركب بروتيني تدريجيًا مع تقدم العمر الخلوي (وغالبًا العمر الزمني) في العديد من الكائنات الحية [3] ولكن يتم استعادتها جزئيًا بواسطة التيلوميراز [4] ، وهو النسخ العكسي المقترن بقالب الحمض النووي الريبي استبدال التسلسل التيلومري (الشكل 1 TTAGGG / CCCTAA في جميع الفقاريات [6]). نادرًا ما يكون لإعادة التركيب المتماثل وتبديل النسخ أيضًا تأثير إطالة التيلومير (الإطالة البديلة للتيلوميرات ، ALT [7]) ولكن في النهاية لا يمكن تعويض كل فقدان تسلسل التيلومير عند النسخ المتماثل. في مرحلة حرجة من تقصير التيلومير ، تدخل الخلية في الشيخوخة التكاثرية [6].

الشكل 1. مواقع الكروموسومات لـ (TTAGGG)ن تسلسل متكرر في الذكور (أ) وأنثى (ب) لاسيرتا أجيليس. يشير رأس السهم إلى إشارات التهجين الخاصة بـ (TTAGGG)ن تسلسل على كروموسوم دبليو. تمثل أشرطة مقياس 10 ميكرومتر. (ج) النمط النووي الكامل L. agilis مع التيلوميرات مثل (أ) و (ب) (صورة مجهرية من سريكولناث وآخرون. [5]). (نسخة ملونة على الإنترنت.)

تم إجراء معظم الأبحاث حول طول التيلومير ، وتنظيمه عن طريق التعبير الجسدي التيلوميراز والتيلوميراز (والقمع) على ماصات الحرارة (معظمها من البشر ، على سبيل المثال المراجعات في [8-10] والمراجع الواردة فيها). في ماصات الحرارة ، على عكس الحرارة الخارجية ، تم اقتراح قمع التيلوميراز في الأنسجة الجسدية ، وتوزيعات طول التيلومير ، على أنه استجابة تطورية لخطر تطور الورم بسبب ارتفاع معدل الأيض والتكاثر الخلوي. ومع ذلك ، فإن الإصابة بالسرطان (وتواتر اكتشافه) في الطبيعة لا تزال غير مفهومة جيدًا عبر الكائنات الحية [11] ، بما في ذلك ماصات الحرارة باستثناء البشر. من الواضح ، مع ذلك ، أن السرطان يحدث في جميع أنواع الفقاريات واللافقاريات ، سواء في البرية أو في الأسر ([12-16] ولكن انظر [17] لاستثناء محتمل في عشاري الأرجل طويلة العمر). على وجه التحديد ، هناك بيانات معتبرة من المجموعات الأسيرة تُظهر الورم في البرمائيات [18] والزواحف [19،20] ، وقد قيل إن الزواحف الأسيرة لديها معدل حدوث ورم مماثل للثدييات والطيور [16 ، 21]. في الواقع ، دراسة لمادسن وآخرون. [20] يوضح أن الزواحف في حدائق الحيوان الفرنسية لها تأثير كبير أعلى تردد السرطان من الثدييات. وبالمثل ، ينتشر السرطان في الأسماك ، على الرغم من أن الأورام الخبيثة مع أو بدون ورم خبيث تم الإبلاغ عنها "أقل شيوعًا منها في الثدييات" [15]. في الواقع ، بعض البرمائيات (على سبيل المثال Xenopus) والأسماك (على سبيل المثال دانيو / براسيدانيو ريريو، zebrafish) كنماذج في أبحاث السرطان على وجه التحديد لأنها تظهر تواترًا عاليًا للسرطان ، وتجديدًا ، وتأثيرات الأنسجة المتجددة على نمو السرطان (سلبيًا) ، ولأن أورامها تشبه الأورام البشرية من الناحية النسيجية وعلى المستوى الجيني للتعبير [15] . في حين أن النباتات لها مثبطات الأورام المتعامدة والجينات المسرطنة ، فإن الطفرات في هذه الجينات لا تصبح سرطانية عادة ، كما أن جدران الخلايا تمنع ورم خبيث [22]. من الواضح أن موضوع السرطان في الحرارة الخارجية أكبر من أن يتم تغطيته في هذه المراجعة ، ولا تزال البيانات هزيلة نسبيًا. ومع ذلك ، نلاحظ أن خطر الإصابة بالسرطان يُزعم أنه مرتفع بالنسبة للحرارة الخارجية مثلها مثل ماصات الحرارة ، مما يشير إلى أن الروابط المفترضة بين السرطان وقمع التيلوميراز والامتصاص / الحرارة أقل وضوحًا مما كان يُعتقد سابقًا. باختصار ، قد تلعب ectotherms دورًا رئيسيًا في تفسير التطور المستمر لقمع التيلوميراز في الأنسجة الجسدية لأنه - على عكس معظم ماصات الحرارة - من المحتمل أن يكون لها تباين في تعبير التيلوميراز الجسدي ، وديناميات التيلومير المرتبطة بها ، والتي يمكن ربطها بالتنوع المقابل في الصلاحية واللياقة ويمكن قياسها في الحياة الواقعية.

كيف نفهم بشكل أفضل البيئة التطورية لديناميات التيلومير وقمع التيلوميراز في ectotherms؟ عبر Metazoa ، هناك تباين كبير في ديناميات التيلومير مع روابط ، على سبيل المثال ، القدرة الماصة للحرارة ، والحرارة الخارجية ، والقدرة التجديدية للأنسجة والتباين في إنتاج التيلوميراز عبر الأنسجة والأصناف [9]. وبالتالي ، يبدو أن هناك قبولًا متزايدًا ووعيًا بأنه لا يوجد نمط عالمي واحد لتآكل التيلومير وأن فهمنا قد تم تقييده من خلال دراسة النماذج المختبرية للثدييات والبشر الذين لديهم إنتاج ضئيل أو معدوم للتيلوميراز في الأنسجة الجسدية. حتى داخل المجموعات التصنيفية ، مثل "الزواحف" (والتي من المسلم به أنها مجموعة تركيبية متعددة العوامل تتكوّن من أصناف ذات أصل شديد التنوع) ، يبدو أن أنماط استنزاف التيلوميرات متنوعة. التمساح (Crocodilia) ، على سبيل المثال ، يُظهر انخفاضًا في طول التيلومير مع تقدم العمر (يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالطيور [23]) ، في حين يبدو أن الأنماط الأكثر تعقيدًا توجد في الثعابين والسحالي [24،25] ، مع زيادة ونقصان في طول التيلومير فيما يتعلق بإنتاج التيلوميراز المختلف خلال الحياة. وبالتالي ، من أجل فهم الاختيار والتطور المستمر للتيلوميرات وعمليات تنظيم التيلوميرات بشكل أفضل ، نحتاج إلى دمج العمل في البرية على الكائنات الحية غير النموذجية التي تصلح بشكل أفضل للبحث في الروابط المباشرة بين سمات التيلومير ومكونات القابلية للحياة واللياقة (الجدول) 1 مربع 1).

الجدول 1. تم الاستشهاد بالأدب والأصناف. GH ، هرمون النمو TL ، طول التيلومير.

الإطار 1. بيولوجيا التيلومير في ectotherms النبات.

"سأقوم بنشر كتاب خلال شهر أو شهرين عن" حركة النباتات ". سأرسل لك نسخة ، لكنني أخشى أن تكون مميزة جدًا لأي شخص ما عدا عالم النبات الفسيولوجي. لطالما اعتقدت أن كبار السن ، مثلي ، يجب أن يكتبوا فقط في الموضوعات المؤكدة والسهلة ".

تشارلز داروين ، ٧ أكتوبر ١٨٨٨

(رسالة غير منشورة إلى إرنست كراوس)

يلتقط مجلد الأب والابن هذا من تأليف تشارلز وفرانسيس داروين [58] ببصيرة مميزة ورائعة العديد من السمات في النباتات التي نراها غالبًا "حيوانية" فريدة ، مثل "النوم" ، عندما تحصل النباتات على ميزة التنظيم الحراري من تدلي أوراقها بدلاً من إبقائها أفقية في الليل.تكهن داروين بأن عدم "النوم" سيعرضهم إلى سماء الليل الصافية ، وتحقق تجريبيًا من أن "النوم" أدى إلى انخفاض كبير في أضرار الصقيع (نجا 92٪ من النائمين ، في حين أن 37٪ فقط من عناصر التحكم فعلوا فرقًا تم التحقق منها إحصائيًا بواسطة Huey وآخرون. [59]).

تشمل "الكائنات الحية الخارجة للحرارة" أيضًا النباتات ، ويبدو أنه من المناسب تقديمها أولاً هنا في قسم منفصل ، نظرًا لأن هذه المسألة تتعلق في المقام الأول بعلم الحيوان. تتمتع النباتات بأوسع مدى من العمر الافتراضي لجميع حقيقيات النوى (سنة واحدة في الحولية إلى أكثر من 4000 سنة في نوع واحد ، إلى أكثر من 10000 سنة في بعض الأنواع المستنسخة [60 ، 61]). ومع ذلك ، هناك ندرة في دراسات البيئة التطورية للتيلوميرات النباتية. يتم تحديد طول عمر النبات بشكل أساسي من خلال النمو غير المحدد للنباتات الإنباتية [62]. يمكن أن يؤدي تعدد الخلايا الإنشائية خلال حياة الكائنات ، في بعض الحالات ، إلى تحسين تقصير التيلومير الذي يعتبر نموذجيًا للخلايا التي لا تعبر عن الإنزيم تيلوميراز [63]. أقدم كائن غير نسيلي معروف هو الصنوبر ذو الشعر الخشن المخروطي (صنوبر لونجايفا) حوالي 5000 سنة (الشكل 2). في الواقع ، لا تظهر أشجار الصنوبر المخروطية أي انخفاض في الوظيفة التي تميز الشيخوخة المماثلة في الحيوانات (مثل نقل الماء / المغذيات ، أو حيوية حبوب اللقاح ، أو إنبات البذور [64]). كما أن أشجار الصنوبر ذات الشعر الخشن لا تظهر انخفاضًا مرتبطًا بالعمر في طول التيلومير في الإبر ، وقد تزيد التيلوميرات بشكل طفيف في خلايا الجذر [65]. في شجرة أخرى طويلة العمر غير نسيلية ، الجنكة بيلوبا، يبدو أن التيلوميرات تزداد في وقت مبكر من العمر (10 ، 20 ، 70 إلى 100 سنة من العمر) ثم تظل مستقرة حتى 700 سنة من العمر (أقدم الأشجار في الدراسة) ، مع الحفاظ على بعض تعبير التيلوميراز خلال نفس الفئة العمرية [66] . ومن المثير للاهتمام أن نشاط الإنزيم تيلوميراز في الجنكة يكون أعلى في الأنسجة التي تخضع للإصلاح / التجديد (أي الكالس الجنيني) وأثناء الإزهار في المجهرية (الخلايا الجنسية) مقارنة بأنسجة الأوراق. في الواقع ، أظهرت أنسجة الأوراق نمط تعبير موسمي مع أعلى نشاط أثناء تكوين الأوراق ونموها وانخفاضها إلى تساقط الأوراق في نهاية المطاف في الخريف [66]. بالنظر إلى النطاقات العمرية المدرجة في هذه الدراسات ، فهذه بالضرورة بيانات مقطعية ، والتي تتطلب تفسيرًا دقيقًا لأنه من الممكن أن يترك الانتقاء الأشجار التي تحمل هذه الخصائص فقط. علاوة على ذلك ، تشير الدراسات التي أُجريت على نباتات برية أخرى إلى عدم وجود نشاط تيلوميراز أو قلة نشاطه في الأنسجة النباتية المشابهة للإنسان ، ولكنها تُظهر تعبيرًا عن الإنزيم تيلوميراز أثناء الإزهار والنمو الموسمي المبكر والإنبات [67،68].

الشكل 2. صنوبر لونجايفا، Bristlecone pine ، هي واحدة من أقدم أشجار الصنوبر ، حيث تم تسجيل العينات التي يزيد عمرها عن 5000 عام. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

تعد سلاسل التيلومير للنباتات أكثر تنوعًا مما كانت عليه في الميتازوان. على الرغم من أن TTTAGGG هو التسلسل التيلومري الأكثر انتشارًا في النباتات البرية والطحالب الخضراء ، إلا أن هناك ما لا يقل عن أربعة أشكال مختلفة من التيلومير في النباتات البرية وتسلسلان فريدان آخران على الأقل في الطحالب الخضراء [69] ، بما في ذلك TTAGGG المألوف الموجود في الفقاريات . إن البيولوجيا الآلية التي تحكم ديناميات التيلومير (أي الاستنزاف والاستطالة) في النباتات والحيوانات متشابهة جدًا ، على الرغم من وجود تباعد في مجمعات البروتين المرتبطة بالتسلسلات التيلوميرية التي تخدم وظائف مماثلة [62،69]. يتم الحفاظ على طول التيلومير عند الطول "الأمثل" من خلال عمل التيلوميراز والإطالة البديلة وتفكك البروتينات الرابطة للتيلومير ، والتي تعرضها بعد ذلك إلى نوكليازات داخلية تقصرها [69].

تتمثل الوظيفة الأكثر أهمية وحاسمة للتيلوميرات النباتية والبروتينات المرتبطة بها في الحفاظ على الاستقرار الجيني ، ومنع تآكل الحمض النووي الداخلي عند أطراف الكروموسومات وإعادة ترتيب الكروموسومات الشاذة [70 ، 71]. ومع ذلك ، تتمتع النباتات بقدرة مذهلة على تحمل عدم الاستقرار الجيني الناتج عن التيلوميرات شديدة القصر [68،72] التي تتجنب اندماج التيلوميرات حتى عندما تقصر التيلوميرات إلى أقل من 1٪ من طولها الطبيعي [73]. خطوط متحولة TERT من أرابيدوبسيس غير القادرين على الحفاظ على طول التيلومير من خلال نشاط التيلوميراز ، يظلون على قيد الحياة ويتكاثرون بنجاح لمدة 10 أجيال ، على الرغم من زيادة الضعف الوراثي الخلوي والتوقف الخضري النهائي والشيخوخة التناسلية [74]. إن دور التيلوميرات في شيخوخة النبات بالكامل أكثر إثارة للجدل (انظر [60] و [62] لتباين وجهات النظر حول هذا الموضوع). ومع ذلك ، فإن التيلومير وأضرار الحمض النووي الأخرى أثناء شيخوخة البذور هي المحددات الرئيسية لنجاح الإنبات [75]. أثناء التشرب ، هناك زيادة كبيرة في تنظيم التيلوميراز وجينات إصلاح الحمض النووي [76].

على الرغم من أن النباتات ، كما أشار داروين ، ليست خاملة من الناحية السلوكية ، فإن النباتات لاطئة وبالتالي لديها خيارات أقل للهروب من تقلبات الظروف البيئية اليومية والموسمية. تتشكل معظم الهياكل والأعضاء في النباتات عن طريق التكاثر البلاستيكي للخلايا الإنشائية التي تستمر طوال حياة البلوغ ، مما يؤدي إلى نمو غير محدد. هذا يختلف تمامًا عن الحيوانات ، مثل الأسماك والثعابين والسحالي ، التي تظهر أيضًا نموًا غير محدد. قد تفسر اللدونة النمطية (أي الجذور والسيقان والأوراق) للنباتات ، المثقلة بتاريخ تطوري من "شدها" المكشوفة للعناصر ، الاختلاف الهائل في عمر النبات وديناميكيات التيلومير مقارنة بالحيوانات. الهياكل النباتية يمكن الاستغناء عنها. على سبيل المثال ، تُسقط الأوراق وفي النباتات الخشبية والأشجار يتكون اللب من خلايا ميتة في الغالب. ربما هذا ، بالإضافة إلى وجود جدران خلوية ، هو سبب عدم معرفة النباتات بأورام منتشرة [22]. تتم برمجة هذه التحولات من الخلايا الحية إلى الخلايا الميتة بحيث يتم إعادة تدوير الموارد وتخزينها لنمو الموسم المقبل (في النباتات المعمرة) أو تعبئتها في بذور مرنة تنبت الجيل التالي في الحولية. النباتات ، على عكس الحيوانات ، ليس لديها خط جرثومي محدد ، يحدث تكوين الأمشاج في وقت متأخر من نمو الأنسجة. من الناحية النظرية ، يمكن أن تنتقل الطفرات الجسدية إلى الجيل التالي كخطوط جرثومية. ومع ذلك، في أرابيدوبسيس، فإن انقسامات الخلايا الجرثومية مستقلة عن كل من عمر النبات والعمر الخضري [63] ، مما يعني أن النباتات القديمة لا تمر عبر التيلوميرات الأطول أو الأقصر. بتتبع التيلوميرات عبر الأجيال المتتالية ، [63] وجد أن أقصر التيلوميرات كانت ممدودة عادةً في الجيل التالي ، في حين أن التيلوميرات الأطول عادةً ما يتم تقصيرها.

أحد الجوانب المهمة للعديد من المشاريع البحثية في علم الأحياء التطوري هو تقدير معاملات الانتقاء التي تعمل على السمات ، وهي التباين بين اللياقة النسبية (غالبًا ما يتم قياسها على أنها النجاح الإنجابي مدى الحياة ، LRS) ومقاييس السمات الفردية [77]. معاملات الانتقاء مضروبة في الوراثة ذات المعنى الضيق تصور رسميًا الاستجابة التطورية. في بيولوجيا التيلومير ، نادرًا ما يتم تحديد تأثير التكاثر كعنصر من عناصر الانتقاء (غالبًا ما يركز على البقاء على قيد الحياة ولكن يتجاهل الناتج الإنجابي كجزء من ضغط الاختيار). وبالتالي ، يجب أن يتضمن البحث في ديناميكيات التيلومير تقديرات اختيار تأخذ في الاعتبار التكاثر ، أي أن ذلك يعمل قبل أن يصبح الاختيار "أعمى". وبالتالي ، لدينا القليل من الفهم الأساسي للعمليات التطورية المستمرة التي تملي تطور التيلومير في البرية. نظرة ثاقبة حول كيفية التباين في طول التيلومير وإنتاج التيلوميراز في ectotherms مع دوافع مهمة لتطور تاريخ الحياة والعمر سيكون ذا أهمية كبيرة. على سبيل المثال ، لا يوجد شيخوخة تناسلية في الحيوانات السليمة ، أو يكون هناك القليل جدًا منها ، في كثير من الظروف الخارجية للحرارة ، وتزداد الخصوبة مع زيادة حجم الجسم وعمره (على سبيل المثال [47،78]). ومع ذلك ، عندما يحدث المرض في وقت مبكر من الحياة ، قبل أو أثناء التكاثر ، فإنه يؤثر على اللياقة البدنية مدى الحياة وهو أحد مكونات الانتقاء الطبيعي [79]. وهكذا ، في بعض الظروف الخارجية على الأقل ، يعمل الانتقاء على المرض على نسبة أكبر من حياة الفرد مما يحدث في العديد من الثدييات وخاصة عند البشر. يبدو أن الروابط بين طول التيلومير في وقت مبكر ومتأخر من العمر ، وارتباطها بالنمو وخطر الإصابة بالسرطان ، مهمة بشكل خاص في العديد من الحرارة الخارجية. تندمج الحجج المتعلقة بعلم الشيخوخة وعلم الأوبئة من منظور تطور العمر معًا [80] ، نظرًا لأن الإصابة بالأمراض تزداد مع تقدم العمر بالنسبة للعديد من الأمراض ، ولكن ليس جميعها.

لا يزال أحد التحديات في فهم ديناميكيات التيلومير هو تحديد السبب والنتيجة ، خاصة في الأنظمة التي لا يكون فيها النهج التجريبي ممكنًا. في البحث غير التجريبي عن التيلوميرات ، وتباينها مع السمات الوراثية والمظاهر الأخرى ، يمكن تعيين فئات السمات استجابة أو متغير تنبؤ اعتمادًا على تفضيل الباحث (أو التحيز). على سبيل المثال ، التيلوميرات الأطول نسبيًا (على X يمكن توقع أن يؤدي المحور) سببيًا إلى إنتاج إنتاج تناسلي أعلى نسبيًا (مثل حجم القابض). من ناحية أخرى ، يمكن قلب الحجة على رأسها وحجم القابض الكبير (على X المحور) يؤدي إلى استنزاف التيلومير كتكلفة للتكاثر. ما هو صحيح يعود إلى المترجم الشفهي والبيانات الداعمة الأخرى. علاوة على ذلك ، كان لدى الباحثين وسائل قليلة جدًا لمعالجة التيلوميرات في حد ذاته. إذا تم تآكل التيلوميرات باستخدام أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS [81]) ، أو تم إنقاذها من أولئك الذين يستخدمون مضادات الأكسدة [82] ، فمن المحتمل أن تؤثر التأثيرات على معلمات تاريخ الحياة الأخرى ، أو إشارات الخلية الخلوية ، على النتائج والتفسيرات التجريبية. يوفر استخدام طفرات التيلوميراز الضربة القاضية طريقة قوية محتملة لفهم دور التيلوميراز في ديناميات التيلومير والشيخوخة وعمليات المرض في كل من الحرارة الخارجية وامتصاص الحرارة.

هنا ، نقدم توليفًا تكامليًا لديناميات التيلومير في ectotherms. نحن نركز على (أ) تاريخ الحياة والتغاير التيلومري ، (ب) روابط التيلومير بالشخصية والافتراس والتكاثر ، و (ج) طول التيلومير: الاختيار والتوريث.

2. تاريخ الحياة والتغاير التيلومري

عملت العديد من ectotherms كنماذج ممتازة لأبحاث التيلومير ، بعضها يتعلق بمسائل تاريخ الحياة الكلاسيكية ، مثل الشيخوخة والتكاثر - مقايضة الصيانة الجسدية. مع تقدم الأفراد في العمر وتراكم تكاليف المعيشة والتكاثر ، من المتوقع أن تقصر التيلوميرات بشكل متزامن. يعتبر النمو في الحرارة الخارجية أكثر مرونة استجابةً للدوافع البيئية (خاصة درجة الحرارة) منه في ماصات الحرارة ، مما يوفر الفرصة لاستنباط تكاليف النمو وتأثيرات العمر على استنزاف التيلومير. فيما يلي نورد بالتفصيل الروابط بين ديناميكيات العمر والنمو والتكاثر والتيلومير.

(أ) روابط العمر والنمو

النمو في الحرارة هو نتيجة التآزر بين مجموعة معقدة من الدوافع ، مثل درجة الحرارة والقدرة الفطرية على النمو التي تحددها عمليات التأقلم ، والأضرار المتراكمة من الشيخوخة ([83] على سبيل المثال ، قد يتغير النمو بشكل مختلف مع درجة الحرارة بسبب الماضي الاختيار في بيئات حرارية مختلفة). على سبيل المثال ، دراسة حديثة بواسطة Simide وآخرون. [48] ​​أظهر تقصير التيلومير مع تقدم العمر في سمك الحفش السيبيري (أسيسبنسر بايري) باستخدام كل من أخذ العينات الطولي والمقطعي. دراسة عن ثعابين الرباط (ثامنوفيس ايليجانس) تحقق من العلاقات المقطعية المتشابهة بين العمر وطول التيلومير ([49] شكل 3). ومع ذلك ، لم تظهر أعمال أخرى مثل هذه التأثيرات العمرية على طول التيلومير ، أو أظهرت أقل بكثير ([41] بالنسبة لسمك السلمون الأطلسي ، سالمو سالار، [40] للسحالي الرملية ، لاسيرتا أجيليس). اعمل على زاحف آخر ، السلحفاة الجلدية الظهر (Dermochelys coriacea) ، يوضح أنه لا يوجد فرق في طول التيلومير بين السلاحف الفقس والسلاحف القديمة ، مما يشير إلى ارتفاع نشاط التيلوميراز في وقت مبكر من الحياة [42]. هاتاكياما وآخرون. [50] أظهر تقصير التيلومير الخاص بالعمر في تيليوست المياه العذبة (Oryzias laticeps) على الرغم من نشاط التيلوميراز في كل مكان و مدى الحياة. في دراسة لاحقة على نفس النوع ، أظهرت نفس المجموعة أن نشاط التيلوميراز يختلف خلال الحياة (نشاط أقل مبكرًا ومتأخرًا في الحياة) ، مع تحولات مقابلة في طول التيلومير [85].

الشكل 3. الفروق بين الجنسين في طول التيلومير المعتمد على العمر مع عدم وجود علاقة في (أ) الإناث ، ولكن هناك انخفاض منحني في طول التيلومير مع تقدم العمر في (ب) الذكور في ثعبان الرباط أحمر الجانب (Thamnophis sirtalis parietalis). تظهر الإناث استراتيجية إنجابية أقل نشاطًا. في الصورة (ج) ، الأنثى السلبية (الرأس المركزي الكبير) محاطة برؤوس أصغر من الذكور المغازلة بقوة. (© CRF ، From Rollings وآخرون. [84]). (نسخة ملونة على الإنترنت.)

توفر إيكتثرم أيضًا بعضًا من أكثر الأمثلة تطرفًا على العمر الافتراضي وبالتالي العلاقات مع طول التيلومير ، ومن المحتمل أن تصبح مكونًا مثيرًا للاهتمام في تاريخ الحياة. على سبيل المثال ، في أطول الحيوانات غير المستعمرة في العالم ، ذات الصدفتين ، جزيرة القطب الشمالي، لا توجد علاقة بين طول التيلومير والعمر (أو نشاط التيلوميراز) على الرغم من الأعمار التي تزيد عن 200 عام [51]! في الصنوبر الخشن المخروطي (صنوبر لونجايفا) ، وهي النباتات غير المستنسخة الأطول عمراً ، يكون طول التيلومير مستقرًا طوال حياته التي تبلغ 5000 عام تقريبًا ([65] الشكل 2).

من المحتمل أن توفر إيكتثرم طريقة قوية للمضي قدمًا لفهم الديناميكيات بين العمر والحجم ، وتنظيم طول التيلومير ، مع التلاعب التجريبي بالنمو والفحص المصاحب للتغيرات في طول التيلومير أو نشاط التيلوميراز. في معظم ectotherms ، يكون النمو غير محدد (على الرغم من أنه يتناقص مع تقدم العمر والحجم [78]) وينبغي ، بشكل مثالي ، التلاعب به مع ترك المعلمات النظامية الأخرى ، مثل الحجم ودرجة حرارة الجسم ، غير متأثرة. عدد قليل جدًا من الأنظمة يسمح بإجراء مثل هذه التجارب ، لكن الطريقة الذكية لحل هذه المشكلات كانت مقاربة من قبل مجموعة يورغن جونسون ، التي تلاعبت بمستويات هرمون النمو (GH) في السلمون من خلال مقارنة الأسماك المعدلة وراثيًا (مع مضاعفة جينات هرمون النمو). تمت مقارنة الأسماك ذات معدلات النمو القصوى مع الأسماك من النوع البري في تصميم الحضنة المنقسمة ، والذي أظهر أن الأسماك التي يتم التحكم فيها بهرمون النمو عانت من تناقص التيلومير بدرجة أعلى بكثير [41]. في النباتات ، يمكن التلاعب بالنمو الخضري والحجم والتكاثر والعمر من خلال تعديل طول اليوم. تم استخدام هذه التقنية لاختبار والتأكد من أن عدد الطفرات وتغيرات التيلومير التي تم نقلها إلى الجيل التالي كان ثابتًا ، بغض النظر عن عمر الأبوين وطوله [63].

يعتمد النمو الكهروحراري بشدة على البيئة الحرارية ويمكن معالجة ذلك لتغيير معدل النمو ومسارات الطول التيلوميرية المحتملة. على سبيل المثال ، لا يقتصر الأمر على تقصير التيلوميرات مع تقدم العمر في سمك الحفش السيبيري (أسيسبنسر بايري) ، ولكن سيميد وآخرون. [48] ​​تسبب أيضًا في فقدان 15٪ من التيلومير خلال شهر واحد باستخدام المعالجة الحرارية (30 درجة مئوية). كيف يحدث هذا ليس واضحًا. لم نعثر على أي بيانات منشورة عن عمر كرات الدم الحمراء في سمك الحفش ، ولكن بافتراض أنها مماثلة لتلك الموجودة في الكارب (Carassius auratus langsdorfi) —51 يومًا في المتوسط ​​[86] —يجب أن يحدث فقدان التيلومير من خلال شقوق مزدوجة أو مفردة في كريات الدم الحمراء بدلاً من تكاثر الخلايا الجذعية المكونة للدم في نخاع العظم (ومن الصعب التمييز بين الآثار السيئة الناتجة عن كسر الخيوط الأخرى. تأثيرات الجينوم على نطاق واسع [81]). قد يكون التفسير البديل للتغيرات في توزيع طول التيلومير هو الوفيات المتحيزة للخلايا ذات التيلوميرات الأطول (على الرغم من أن هذا يتعارض مع حقيقة أن التيلوميرات الأقصر وليس الأطول تحفز موت الخلايا المبرمج). يمكن أن تفسر تأثيرات مماثلة تقصير التيلومير عند درجة حرارة أعلى نسبيًا في التراوت البني البري (سالمو تروتا [52]). في المقابل ، يمكن أن تتسبب البيئات الأكثر برودة (الأكثر قسوة) في تقصير التيلومير المقابل ، كما هو موضح في مجموعات التراوت البني الأخرى ، وبالتالي ، يُفترض تحسين طول التيلومير عن طريق تثبيت الانتقاء [36،87]. ومن المثير للاهتمام ، وعلى عكس التوقعات ، أن جزءًا من سيناريو الانتقاء المستقر هذا يبدو أنه زيادة البقاء في البحر من خلال الهجرة الناجحة وإعادة السلمون مع التيلوميرات الأقصر [88]. تؤثر درجة الحرارة على معدل النمو ، وبالتالي انقسام الخلايا وتكاثرها ، لذا فإن التنبؤ المباشر هو أن تآكل التيلومير يجب أن يكون أعلى في الماء الأكثر دفئًا ، وعلى وجه الخصوص في الماء الأكثر دفئًا من المكان الذي حدث فيه الانتخاب. المتداول وآخرون. [43] استكشاف آثار النمو اللحاق بالبعوض في أسماك البعوض (جامبوسيا هولبروكى) ولكنهم وجدوا فقط اختلافًا ضعيفًا بين مجموعات المعالجة ، حيث أن الأسماك التي تكون ثابتة عند 20 درجة مئوية لها تيلوميرات أقصر من العلاجات مع الأسماك التي تعاني من تغير تدريجي من 30 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية. وبالمثل ، Näslund وآخرون. [37] قيم النمو التعويضي في التراوت البني ولم يجد أي زيادة في تآكل التيلومير بمعدل نمو مرتفع. يمكن تفسير هذه النتائج المتباينة من خلال التعبير الجيني التفاضلي لإنتاج التيلوميراز اعتمادًا على درجة الحرارة. في زراعة الخلايا البشرية ، تتسبب المعالجة الحرارية (37 ، 39 ، 42 درجة مئوية) في حدوث تحول في توزيع طول التيلومير نحو التيلوميرات متوسطة الطول ، ولكن بدون تأثير درجة الحرارة على إنتاج التيلوميراز [89]. وبالتالي ، فإن استنزاف التيلومير (الناجم عن إنتاج ROS) والاستعادة (عن طريق تنظيم التيلوميراز) قد لا يتم إملائه خطيًا عن طريق التغيرات في درجة الحرارة أو حتى العمل في نفس الاتجاه مع نفس التغيير في درجة الحرارة. وبالتالي ، يجب فحص التنظيم المعتمد على درجة الحرارة (غير الخطية) لأعلى ولأسفل لتعبير التيلوميرا ، بغض النظر عن استطالة التيلومير والتآكل ، من أجل فهم أكثر اكتمالاً لديناميكيات التيلومير.

يُظهر البحث الواعد الذي يتم فيه تغيير عمليات التمثيل الغذائي تجريبيًا في الحرارة الخارجية "الديناميكيات الديناميكية" لتنظيم التيلومير والاعتماد المحتمل على البيئة. يتفق هذا مع العمل الأخير في ماصات الحرارة التي تعمل مثل ectotherms ، أي العمل على استكشاف التباين في طول التيلومير مع السبات والسبات في القوارض الصغيرة. توربيل وآخرون. [90] أظهر أنه في الزغبة الصالحة للأكل (جليس جليس) تم إيقاف استنزاف التيلومير أثناء السبات ، مما يدعم فكرة أن السبات يبطئ الشيخوخة وقد يكون مسؤولاً عن حياة أطول نسبيًا في هذا النوع وغيره من الأنواع التي تعيش في السبات. عمل لاحق على نفس النوع بواسطة Hoelzl وآخرون. [91] ، مع ذلك ، أظهر أن السبات لا يخلو من التكلفة. توربيل وآخرون. [92] ، هذه المرة العمل على جرذان الهامستر Djungarian (Phodopus sungorus) ، اختبرت الفرضية القائلة بأن السبات يبطئ الشيخوخة في هذه القوارض الموسمية التي تستخدم السبات اليومي ووجدت أن أطوال التيلومير النسبية زادت في الأفراد الذين قاموا بنوبات متكررة من الاستيقاظ اليومي. قد تكون المقارنة المثيرة للاهتمام هي عمل مماثل على حيوانات خارجة للحرارة حقًا ، مثل الزواحف ، التي تمر بفترات مماثلة من السبات ، والسبات والسبات اليومي.

من المحتمل أن توفر طفرات التيلوميراز أو الخطوط الوراثية داخل الأنواع ذات النمو السريع مقابل البطيء آليات لفهم العلاقة بين نشاط التيلوميراز وطول التيلومير في ectotherms. أنشيلين وآخرون. [28] أظهر قيمة طفرات تيلوميراز الزرد لدراسات الشيخوخة ، مع زيادة التيلوميرات القصيرة التي تؤدي إلى توقف النمو وموت الخلايا المبرمج وأعراض الشيخوخة الأخرى مثل انحناء العمود الفقري وتدهور الكبد والشبكية والعقم [28]. هذا يتفق مع عمل Joeng وآخرون. [34] ، الذي أظهر أن العمر الافتراضي في الديدان الخيطية (C. ايليجانس) بشدة (10-19.3٪) عن طريق إطالة طول التيلومير تجريبياً ، لكن التأثير يعتمد على داف-16 الجين. تم رفض هذه التأثيرات من قبل سيمونز [93] باعتبارها تؤثر سببيًا على العمر الافتراضي ، ولكننا نقر هنا بأن تأثيرات التفاعل هذه مهمة سببيًا حتى لو كانت غير مباشرة ، لأن التأثيرات المعرفية والتنظيمية لها صلة تطورية أيضًا. شومبيرت وآخرون. [54] استفاد من اثنين من النماذج البيئية وثيقة الصلة في دافنيا لاستكشاف العلاقة بين أطوال النمو والتيلوميراز والتيلومير. في النمط البيئي قصير العمر (بوليكس) لم يكن هناك انخفاض مرتبط بالعمر في طول التيلومير أو نشاط التيلوميراز ، بينما في المقابل كان هناك انخفاض كبير يعتمد على العمر في طول التيلومير ونشاط التيلوميراز في العمر الأطول Daphnia pulicera. كيف تصمد هذه الأنماط تحت المراقبة المتزايدة للأنواع الأكثر حرارةً لا يزال غير معروف (انظر [94] لمقارنة بين الأنواع لتقصير التيلومير في الأنواع بطيئة الشيخوخة مقابل الأنواع سريعة الشيخوخة).

(ب) روابط إلى أنماط التكاثر ، وازدواج الشكل الجنسي وتعدد الأشكال

من المتوقع أن يختلف تنظيم التيلومير باختلاف الوضع التناسلي (مثل التكاثر الجنسي مقابل التكاثر اللاجنسي) ومع الجهد الإنجابي. عندما يختلف الالتزام النشط بالنمو مقابل التكاثر بين الجنسين وهذا يؤدي إلى ازدواج الشكل في الحجم الجنسي ، يتم التنبؤ بالاختلافات الجنسية في ديناميات التيلومير. في حين أن الحيوانات الجنسية تحقق استطالة التيلومير من خلال التكاثر الجنسي ، فإن اللاجنسيين يحافظون على طول التيلومير عن طريق الانشطار أو عندما يحدث التجدد عن طريق البتر. في الكائنات الحية التي تتكاثر عن طريق الاستنساخ agametic ، يكون الجسم الأبوي هو الوحدة التناسلية وتزداد اللياقة مع الحجم النسيلي. لذلك ، تم اعتبار metazoans النسيلية بالقرب من "الخالدة" [53]. يُظهر العمل الأخير على المتسابقين النسيليين أن الممر بين الأجيال الجنسية يوفر تجديدًا كليًا يسمح بالانتشار والنمو غير المحدود وأن الآباء لديهم مستويات أقل بشكل مذهل من الإنزيم تيلوميراز مقارنة بنسلهم ، وبالتالي ، يبدو أن الآباء `` نفد '' الإنزيم تيلوميراز نتيجة للتكاثر مقارنةً بنسلهم. لنسلهم [53]. ومع ذلك ، في الأنواع الأخرى (نجم البحر الانشطاري Coscinasterias tenuispina) ، يرتبط الاستنساخ بتيلوميرات أطول ، يحتمل أن يتوسطها تعبير تيلوميراز خاص بالسكان [55]. وبالمثل ، في الديدان المفلطحة مستوية (شميدتية البحر الأبيض المتوسط) ، تختلف صيانة التيلومير الجسدي في الحيوانات اللاجنسية والجنسية التي تتوسطها تعبير التيلوميراز ، تحافظ الحيوانات اللاجنسية على طول التيلومير بشكل جسدي أثناء التكاثر عن طريق الانشطار أو عندما يحدث التجدد عن طريق البتر ، في حين أن الحيوانات الجنسية لا تحقق سوى استطالة التيلومير من خلال التكاثر الجنسي [45].

من المتوقع أن تتأثر آثار الشيخوخة وتكاليف التكاثر في الأفراد الأكثر خصوبة عكسياً مع العمر المتوقع ، كما يُتوقع أن تؤثر على ديناميكيات التيلومير. وقد تم عرض هذا في silversides الأطلسي (مينديا مينديا [31]) حيث يكون عدد الأسماك الخصبة ذات أعمار أقصر (كما تنبأت نظرية تاريخ الحياة الكلاسيكية) ولديها أيضًا تيلوميرات أقصر. عندما تختلف مثل هذه المفاضلات في أنماط الاستثمار بين النمو والعمر والتكاثر بين الجنسين ، فإن النتيجة التطورية قد تكون مثنوية الشكل الجنسي. كنتيجة طبيعية ، قد يختلف الجنسان أيضًا في سمات التيلومير إذا تقصر التيلوميرات مع انقسام الخلية ونمو أحد الجنسين بشكل أسرع من الآخر ، أو يختلف في بعض الجوانب الأخرى للاستثمارات الإنجابية ، فقد يحدث إزدواج الشكل الجنسي في الحجم مع ذلك في طول التيلومير ([95] والمراجع فيه). تم توضيح الاختيار التفاضلي المستمر على حجم الجسم بين الجنسين ، والاختيار المقابل في البرية على طول التيلومير ، في دراسة ميدانية (مرتبطة) في علم الوراثة الكمي على السحالي الرملية [40]. يمكن أن تؤدي عمليات الاختيار هذه إلى تطور استراتيجيات تاريخ الحياة المختلفة اختلافًا جذريًا في ثعبان الرباط ذي الوجه الأحمر ذو الحجم الجنسي ثنائي الشكل (Thamnophis sirtalis parietalis [44]) ، حيث تنمو الإناث بشكل أكبر وتعيش أطول من الذكور. تختلف أيضًا ثعابين الرباط ذات الجانب الأحمر من الذكور والإناث في مستويات الكورتيكوستيرون (أعلى عند الذكور) بعد السبات ، حيث يكون لدى الذكور سلوكيات تزاوج باهظة الثمن بينما تلعب الإناث دورًا سلبيًا أكثر وتتكاثر كل سنتين. يُتوقع أن يكون تآكل التيلومير أكثر وضوحًا عند الذكور منه عند الإناث ، وقد ثبت بالفعل أن هذا هو الحال عند الذكور الذين يعانون من انخفاض (سلبي) تربيعي في طول التيلومير مع تقدم العمر ، بينما حافظت الإناث على التيلوميرات دون تناقص ملحوظ ([44] الشكل 3).

يُعتقد أن طول التيلومير والتآكل يعكسان جوانب عملية الشيخوخة [96] ، والتي ترتبط باللياقة البدنية. إذا كان الأمر كذلك ، فإن السمات المظهرية الخارجية قد تعمل مثل "الشهادات الصحية" للشركاء والمنافسين ، والتي تتناغم مع التيلوميرات وتكون تحت الانتقاء الجنسي. جيرودو وآخرون. [32] بحث في العلاقات بين تلاشي اللون أثناء موسم التزاوج وتآكل التيلومير في سحلية التنين الأسترالية المطلية (Ctenophorus pictus). وخلصوا إلى أن مستويات ROS في بداية موسم التزاوج لم تكن مرتبطة بطول التيلومير الأولي ، لكن تلك السحالي التي حافظت على لونها بشكل أفضل فقدت أيضًا المزيد من قواعد التيلومير [32]. علاوة على ذلك ، استخدم العمل على نفس النوع تعدد الأشكال مع وجود اختلافات بين الأشكال في لون الرأس والسلوك الإنجابي المرتبط ، بما في ذلك مستوى العدوانية والاستثمارات في التكاثر. وفقًا للتنبؤات ، فإن الأشكال ذات الاستراتيجيات الاستثمارية العالية في التكاثر تحتوي أيضًا على تيلوميرات أقصر ، والتي تلتقط المستويات المنخفضة نسبيًا من الصيانة الجسدية ([84] الشكل 4). في مثال متطرف لتعدد الأشكال في تاريخ الحياة غير النوعي ، نحل العسل ، أبيس ميليفيراو Korandova & amp Frydrychova [56] أفادوا أن نشاط التيلوميراز وطول التيلومير تم تنظيمهما بطريقة خاصة بالتنمية والطبقة ، ومتغيرة بدرجة كبيرة بين الطوائف ، حيث تظهر الملكات أطوال التيلومير الأكبر وتعبير التيلوميراز المصاحب.

الشكل 4. (أ) الأشكال الأربعة للذكور من التنانين المرسومة (Ctenophorus pictus). (ب) يعني (± s.e) أطوال التيلومير النسبية (RTL) لأربعة أشكال من الذكور. كان RTL للذكور الأصفر أعلى بكثير من الذكور الأحمر والأزرق (من Rollings وآخرون. [44] انظر النص) (© CRF). (نسخة ملونة على الإنترنت.)

وبالتالي ، يبدو أن الزخرفة عالية المستوى مكلفة وتعتمد على الحالة. في ثعبان الرباط ذو الجانب الأحمر ، كان طول التيلومير مرتبطًا بشكل إيجابي بحالة الجسم في كلا الجنسين ، ولكن الذكور بشكل عام كانت لديهم حالة جسم أقل بكثير من الإناث وتناقصت مع تقدم العمر عند الذكور ، وهو نمط ينعكس في فقدان التيلومير [44].

3. يرتبط التيلومير بالشخصية والافتراس والتكاثر

يبدو أن الدوافع الأخرى لديناميكيات التيلومير هي السلوك الفردي و "وتيرة الحياة" [97-99] من المحتمل أن يكون لهذا تأثيرات مهمة في مجموعة من العمليات الفسيولوجية ، بما في ذلك استنزاف التيلومير. أظهرت دراسة أجريت على سمك السلمون المرقط البني [26] أن الشخصيات الاستكشافية الأكثر جرأة وعدوانية كان لها تيلوميرات أقصر. وبالتالي ، توفر الأصناف الخارجية الحرارية فرصة لاستكشاف تأثير تجديد الأنسجة على ديناميكيات التيلومير. على سبيل المثال ، في العديد من السحالي ، يتم استخدام قطع الذيل الذاتي لتقليل الافتراس ولكن له تكاليف نشطة أثناء إعادة نمو الذيل [38]. خلال هذه الفترة ، تم تبني أسلوب حياة أكثر غموضًا وتوقف النمو الجسدي لصالح إعادة نمو الذيل. في السحالي الرملية ، يأتي هذا بتكلفة من حيث طول التيلومير ولكن فقط في الذكور (ليس في الإناث المموهة) وأكثر من ذلك في الذكور الأقل بصريًا والأصغر والأصغر سنًا [38] ، مما يشير إلى تكلفة أخرى خفية تعتمد على السياق لاستئصال وتجديد الأنسجة. كيف يتم حماية هذه الخلايا التي تتكاثر بسرعة من تأثيرات تقصير التيلومير ، خاصة إذا أخذنا في الاعتبار أن فقدان الذيل يمكن أن يحدث بشكل متكرر خلال حياة الفرد؟ تقترح تقنيات تحديد المواقع المناعية أن الإنزيم تيلوميراز ينتظم في خلايا ذيول السحلية بعد الفتح الذاتي [100]. قد تكون هذه الآلية منتشرة على نطاق واسع في الأصناف ecothermic في مجموعة متنوعة من النباتات ، واللافقاريات البحرية والفقاريات الخارجية ، ويتم تنظيم نشاط التيلوميراز والحفاظ على أطوال التيلومير أثناء التجديد ، وفي بعض الحالات بشكل تفضيلي في أقصر التيلوميرات التي تكون مستطيلة [66،101،102].

في أسماك الحمار الوحشي ، تقصر التيلوميرات إلى الطول الحرج فقط في أنسجة معينة وبصرف النظر عن معدل تكاثرها [30]. تتراكم التيلوميرات القصيرة بنفس المعدل في الأمعاء (شديدة التكاثر) والعضلات (منخفضة التكاثر) ، وتشير إلى الأمراض المرتبطة بالعمر ، بما في ذلك السرطان ، قبل أن تصبح ملحوظة من الناحية الظاهرية [30]. يستمر إنتاج التيلوميراز مدى الحياة في جميع الأنسجة الجسدية لأسماك الحمار الوحشي ويتم الحفاظ على طول التيلومير خلال الحياة في جميع الأنسجة أيضًا [35]. يبدو أن التيلوميرات البرمائية هي الأقل استكشافًا لمجموعات الفقاريات. ومع ذلك ، في أنظمة النماذج الكلاسيكية ، مثل Xenopus (X. laevis و العاشر الاستوائية) ، تحتوي جميع الأنسجة التي تم فحصها على إنزيم تيلوميراز نشط ، وبكثرة في الخصية والطحال والكبد وفي الأجنة [57]. مرة أخرى ، مع ذلك ، هناك أنماط مختلفة في الأصناف الخارجية المختلفة للحرارة في الصرصور (Periplaneta أمريكانا) ينظم الإنزيم تيلوميراز في مراحل الشباب ويتناقص تدريجيًا أثناء التطور ، وله نشاط تفاضلي في الأنسجة وهو أكثر نشاطًا في الخصيتين والمبيضين [103]. في الكركند (هوماروس أمريكانوس) ، التي لها نمو غير محدد ، تم العثور على نشاط تيلوميراز مرتفع في جميع الأعضاء الرئيسية وقيل إنها مسؤولة عن الحفاظ على تكاثر الخلايا على المدى الطويل ومنع الشيخوخة [47].

4. طول التيلومير: الانتقاء والتوريث

في تحليلات الاستجابات التطورية للاختيار ، يتم الجمع بين دراسات التوريث وتقدير معاملات الانتقاء [77]. ومع ذلك ، فإن الدراسات القليلة التي أجريت على ectotherms البرية تظهر اختلافات كبيرة في العلاقة بين سمات التيلومير والبقاء على قيد الحياة أو العمر الافتراضي. دحض كل من Ujvari & amp Madsen [25] تأثيرات التيلومير على اللياقة في الثعابين الاستوائية (داء الفسكوس). في تلك الدراسة ، زاد طول التيلومير في وقت مبكر من الحياة ولكن بعد ذلك استقر بشكل مقارب في سن أكبر [25] ، وبسبب مسارات النمو الخاصة بالجنس ، نتج عن ذلك تيلوميرات أطول في الإناث مقارنة بالذكور. لم يتم العثور على علاقة مع النجاة [25]. دراسة ثانية من قبل أوجفاري وآخرون. [24] على السحالي ذات العنق الرتوش (Chlamydosaurus kingii) في أستراليا الاستوائية أظهر تيلوميرات قصيرة في السحالي الصغيرة ، ثم نمو التيلومير في منتصف العمر ، يليه استنزاف في السحالي الأكبر سنًا.

كيف يرتبط طول التيلومير على المستوى الخلوي بقدرة الخلية على البقاء واللياقة التطورية؟ تظل هذه الأسئلة غير مفهومة نسبيًا. مثال على تأثيرات العتبة المحتملة لطول التيلومير على قابلية الخلية للحياة هي Ujvari وآخرون.[24] دراسات حول السحالي ذات العنق المكشكش ، والتي استنتجوا فيها: "تعكس ديناميكيات طول التيلومير تكيفًا للحفاظ على طول التيلومير أعلى من الحد الأدنى الحرج من أجل الحفاظ على التوازن الخلوي". يمكن أن تكون إشارة التيلوميرات ذات الطول الأدنى الحرج وموت الخلايا المبرمج الانتحاري نتيجة لهذه العملية. ومع ذلك ، تؤكد العديد من الدراسات في مراجعتنا التباين بين طول التيلومير والتآكل ، والتغاير مع مكونات اللياقة. لا يمكن التنبؤ بهذا من خلال تأثير ضئيل للغاية لطول التيلومير. وهكذا ، فإن فكرة "الحد الأدنى الحرج" لطول التيلومير تفشل في تفسير أنماط كمية واسعة من التباين مع مكونات اللياقة في علم البيئة التطوري وعلم الوراثة. يبدو أن أحد هذه الأنماط بين استنزاف التيلومير والصيانة المكلفة لألوان التكاثر هو حالة سحلية التنين المطلية (Ctenophorus pictus). في هذا النوع ، كان طول التيلومير الأمومي مؤشرًا لطول التيلومير النسل وكان وراثيًا بشكل كبير على الرغم من التأثيرات الإحصائية للإجهاد التأكسدي على طول التيلومير [29]. كانت تقديرات التوريث لطول التيلومير في سحالي الرمل البرية أكثر من واحد (1.23) لتوريث الأبناء ، و 0.55 لتقديرات الأبناء-السد في البرية [39] يمكن أن تُظهر وراثة التيلوميرات ، مثل أي سمة مأخوذة إحصائيًا ، قيمًا أكبر من واحد [77]. علاوة على ذلك ، من المهم أن نلاحظ أنه بالنسبة للسحالي الرملية ، لم يكن هناك ارتباك بيئي لتأثيرات الانحدار للنسل المتوسط ​​على طول التيلومير الأبوي لأن النسل تم إطلاقه عشوائيًا في موقع الدراسة لأكثر من عقد [104]. يبدو أن هذه النتائج تشير إلى نمط وراثي أكثر تعقيدًا للتيلوميرات من عملية مندلية بسيطة [39]. على سبيل المثال ، أولسون وآخرون. [39] أظهر أن عمر الأب يرتبط ارتباطًا سلبيًا بطول التيلومير النسل ، مما يشير إلى وجود تأثير جيني عبر الأجيال يقصر التيلومير من خلاله خلال الحياة ، مما يؤدي إلى تأثير سلبي لعمر الأب على تيلوميرات الابن (على عكس بعض الثدييات [105] انظر أيضًا Postma [106] للحصول على مراجعة تفصيلية حول الاختيار والملاءمة والاختلافات في نتائج الطرق المختلفة لتحليل التوريث ومكونات المكونات المضافة للتباين).

هناك علاقة مهمة ، ولكن غالبًا ما يتم تجاهلها ، وهي ما إذا كان الانتقاء والتأثيرات اللاجينية لطول التيلومير عند البالغين يمكن أن تعمل من خلال التفاعلات الجينية بين مراحل تاريخ الحياة [107] ، بحيث تتأثر سمات التيلومير الفقس بالانتخاب على البالغين عبر الارتباطات الجينية. وبالتالي ، فإن الانتقاء على البالغين يمكن أن يؤثر سببيًا على احتمالية البقاء على قيد الحياة ، وفي النهاية على العمر أيضًا في مرحلة تاريخ حياة الأحداث. يأتي أفضل دليل من العمل التجريبي على نسل الديدان الخيطية المعدلة وراثيا (C. ايليجانس) ، الديدان غير المعدلة وراثيًا في الجيل F1 احتفظت بآثار إطالة العمر من التيلوميرات المطولة ، لكن التأثيرات كانت تعتمد على داف -16 لتمديد العمر في النمط الظاهري F1 [34].


شاهد الفيديو: استخدام العلوم النووية لمكافحة البعوض (شهر اكتوبر 2022).