El enfoque múltiple revela un delicado equilibrio necesario para la longevidad
Comprender los factores que controlan el envejecimiento ha sido una de las búsquedas incesantes de la humanidad, desde la mística fuente de la juventud hasta los regímenes prácticos y saludables para prolongar la esperanza de vida.
Un equipo de científicos de la Universidad de California en San Diego ahora ha ayudado a descifrar la dinámica que controla cómo envejecen nuestras células y, con ello, las implicaciones para extender la longevidad humana. Como se describe en un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences , un grupo dirigido por el biólogo Nan Hao empleó una combinación de tecnologías en ingeniería, informática y biología para analizar los procesos moleculares que influyen en el envejecimiento.
A medida que las células envejecen, el daño en su ADN se acumula con el tiempo, lo que lleva al deterioro del funcionamiento normal y, finalmente, a la muerte. Un proceso bioquímico natural conocido como “silenciamiento de la cromatina” ayuda a proteger el ADN del daño. El proceso de silenciamiento convierte regiones específicas de ADN de un estado abierto y suelto a uno cerrado, protegiendo así a las regiones de ADN. Entre las moléculas que promueven el silenciamiento se encuentra una familia de proteínas, ampliamente conservadas desde bacterias hasta humanos, conocidas como sirtuinas. En los últimos años, los activadores químicos de las sirtuinas han recibido mucha atención y se comercializan como nutracéuticos para ayudar a silenciar la cromatina con la esperanza de retrasar el proceso de envejecimiento.
Sin embargo, al mismo tiempo, los científicos han descubierto que dicho silenciamiento de la cromatina también impide que las regiones protegidas del ADN expresen ARN y proteínas que llevan a cabo funciones biológicas y, como resultado, el silenciamiento excesivo podría descarrilar la fisiología celular normal.
Usando enfoques computacionales y experimentales de vanguardia en levadura, que permitieron a los investigadores rastrear el silenciamiento de la cromatina con un detalle sin precedentes a través de generaciones durante el envejecimiento, los científicos de UC San Diego descubrieron que una pérdida completa de dicho silenciamiento conduce al envejecimiento y muerte celular acelerados. Sin embargo, los investigadores encontraron de manera similar que el silenciamiento continuo de la cromatina también conduce a las células a una vida útil más corta.
Entonces, ¿el silenciamiento o no silenciamiento de la cromatina es la respuesta para retrasar el envejecimiento? La respuesta derivada del nuevo estudio: Ambos.
Según los investigadores, la naturaleza ha desarrollado una forma inteligente de resolver este dilema.
“En lugar de permanecer en el estado de silenciamiento o pérdida de silenciamiento, las células cambian su ADN entre los estados abierto (pérdida de silenciamiento) y cerrado (silenciamiento) periódicamente durante el envejecimiento”, dijo Hao. “De esta manera, las células pueden evitar una duración prolongada en cualquiera de los estados, lo cual es perjudicial, y mantener un equilibrio basado en el tiempo importante para su función y longevidad”.
Debido a que realizaron sus experimentos en levadura, los investigadores dicen que es probable que analizar tal dinámica en humanos sea mucho más complejo y requiera estudios más intrincados.
“Cuando las células envejecen, pierden su capacidad para mantener este cambio periódico, lo que da como resultado fenotipos envejecidos y, finalmente, la muerte”, dijo Hao. “La implicación aquí es que si de alguna manera podemos ayudar a las células a reforzar el cambio, especialmente a medida que envejecen, podemos retrasar su envejecimiento. Y esta posibilidad es lo que estamos persiguiendo actualmente”.
Hao acredita los hallazgos a un equipo multidisciplinario de investigadores de UC San Diego que tienen experiencia complementaria y comparten un interés común en el estudio del envejecimiento, incluidos profesores, estudiantes y becarios posdoctorales. Además de la experiencia de Hao en Biología Molecular/Biología Cuantitativa, otros miembros de la facultad en el equipo incluyen a Lorraine Pillus (Biología Molecular), Jeff Hasty (Biología Molecular/Bioingeniería) y Lev Tsimring (BioCircuits Institute). El documento de PNAS marca los primeros hallazgos significativos de la colaboración.
“Creo que esta colaboración producirá en un futuro cercano muchos nuevos conocimientos que transformarán nuestra comprensión de la biología básica del envejecimiento y conducirán a nuevas estrategias para promover la longevidad en los humanos”, dijo Hao.
Los autores del artículo también incluyeron a Yang Li, Meng Jin, Richard O’Laughlin y Philip Bittihn.
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias (subvención MCB-1616127); Comité Coordinador de Investigación del Cáncer de la Universidad de California (LP); Departamento de Defensa, Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, Ciencia e Ingeniería de la Defensa Nacional (beca de posgrado 32 CFR 168a); Programa de Ciencias Human Frontier (beca LT000840/2014-C); y los Institutos Nacionales de Salud del Centro de Biología de Sistemas de San Diego (subvención P50-GM085764).
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.