Vad händer med gener efter döden

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Vissa celler förblir aktiva i dagar eller till och med veckor efter att kroppen har dött.

Hur denna fråga studerades

Innan vi blir oss själva, innan vi har en hjärna, arbetar våra celler redan aktivt: de delar sig, differentierar sig, bildar "tegelstenar", som sedan kommer att vikas till en hel organism. Men det visade sig att de inte bara förutser oss själva, utan också överlever oss.

Allt började med studierna av Thanatotranscriptome: gener som aktivt uttrycks efter organismdöd av genetik Alexander Pozhitkov. 2009 åtog han sig att studera RNA hos zebrafiskar efter deras död. Embryona från dessa tropiska fiskar är genomskinliga och idealiska för observation, vilket är anledningen till att de förvaras i många laboratorier. Pozhitkov lade fisken i isvatten, vilket ledde till deras död, och returnerade dem sedan till akvariet med sin vanliga vattentemperatur - 27, 7 ℃.

Under de följande fyra dagarna tog han ut flera fiskar ur akvariet, fryste dem i flytande kväve och studerade deras budbärar-RNA (mRNA). Dessa filamentösa molekyler är involverade i syntesen av proteiner. Varje sträng av mRNA är en kopia av en bit DNA. Sedan undersökte Pozhitkov också mRNA från möss.

Tillsammans med biokemisten Peter Noble analyserade han aktiviteten av mRNA efter döden och upptäckte ett överraskande faktum. Hos både fisk och möss minskade proteinsyntesen, som förväntat. Men att döma av mängden mRNA förstärks transkriptionsprocessen (överföringen av genetisk information från DNA till RNA) i ungefär en procent av generna.

Vissa gener fortsatte att fungera även fyra dagar efter organismens död.

Andra forskare undersökte mänskliga vävnadsprover och upptäckte hundratals gener som förblir aktiva efter döden. Till exempel, efter fyra timmar ökade uttrycket (det vill säga omvandlingen av ärftlig information till RNA eller protein) av EGR3-genen, som stimulerar tillväxt. Aktiviteten hos andra gener är fluktuerande, inklusive CXCL2. Det kodar för ett protein som signalerar de vita blodkropparna att resa till platsen för inflammation under infektion.

Detta är inte bara resultatet av att olika gentranskriptioner genomförs i olika takt, säger studieledaren Pedro Ferreira. Någon form av process reglerar aktivt postumt genuttryck.

Efter en organisms död är de första som dör de viktigaste, mest energikrävande cellerna - neuroner. Men perifera celler fortsätter att göra sitt jobb i dagar eller till och med veckor, beroende på temperaturen och graden av nedbrytning av kroppen. Forskare lyckades med att återvinna fibroblastliknande celler från kyld getskinn upp till 41 dagar efter djurdöd för att extrahera levande cellkulturer från getöron 41 dagar efter djurdöd. De var i bindväven. Dessa celler kräver inte mycket energi, och de överlevde 41 dagar i ett vanligt kylskåp.

På cellnivå spelar en organisms död ingen roll.

Det är ännu inte känt vad som exakt orsakar postumt genuttryck. Efter döden slutar faktiskt syre och näringsämnen att flöda in i cellerna. En ny studie av Noble och Pozhitkov, Distinkta sekvensmönster i det aktiva postmortem-transkriptomet, kan belysa denna fråga.

Med hjälp av originaldata från fiskar och möss fann Noble att det mRNA som var aktivt efter döden skilde sig från annat mRNA i celler. Cirka 99 % av RNA-transkripten i celler förstörs snabbt efter organismens död. Den återstående 1% innehåller vissa nukleotidsekvenser som binder till molekyler som reglerar mRNA efter transkription. Det är förmodligen det som stöder den postuma genaktiviteten.

Forskare tror att denna mekanism är en del av det cellulära svaret när kroppen kan återhämta sig från allvarlig skada. Det är möjligt att celler i dödsfall försöker "öppna alla klaffar" så att vissa gener kan uttryckas. Till exempel gener som svarar på inflammation.

Varför är det viktigt

Att förstå mekanismerna bakom postmortem genaktivitet kommer att påverka organtransplantationer, genetisk forskning och kriminalteknik. Till exempel kunde Pedro Ferreira och hans kollegor exakt bestämma tidpunkten för döden av en organism, endast förlitade sig på postuma förändringar i genuttryck. Detta kan vara användbart när man utreder mord.

Men i detta experiment visste forskarna att vävnaderna som studerades tillhörde donatorer utan patologier och förvarades under idealiska förhållanden. I det verkliga livet kan många faktorer påverka RNA-transkriptionen, från sjukdomar i kroppen till omgivningstemperatur och den tid som förflutit innan provtagning. Än så länge är denna forskningsmetod inte redo att användas i rättsliga förfaranden.

Noble och Pozhitkov tror att dessa upptäckter också kommer att vara användbara vid organtransplantationer.

Donatorernas organ befinner sig utanför kroppen under en tid. Kanske börjar RNA:t i dem skicka samma signaler som vid dödsfall. Enligt Pozhitkov kan detta påverka hälsan hos patienter som har fått ett nytt organ. De har en ökad förekomst av cancer jämfört med den allmänna befolkningen. Poängen är kanske inte i de läkemedel som dämpar immunförsvaret som de måste ta, utan i obduktionsprocesserna i det transplanterade organet. Det finns inga exakta uppgifter ännu, men forskare överväger att lagra organ för transplantation inte i kylan, utan på konstgjord livsuppehåll.