Piwo i kawa odpowiedzialne za nowotwory i starzenie się

Kawa i piwo to dwa przeciwieństwa w świecie napojów – kawa stawia cię na nogi, piwo cię z nóg ścina. Profesor Martin Kupiec wraz ze swoim zespołem z Departamentu Molekularnej Mikrobiologii i Biotechnologii Uniwersytetu Tel Awiwu (TAU) odkrył, że te napoje mogą też mieć diametralnie różny wpływ na nasz genom. Przeprowadzając eksperymenty na drożdżach, których materiał genetyczny jest podobny do ludzkiego, naukowcy odkryli, że kofeina skraca, a alkohol wydłuża telomery – końcówki chromosomów zamieszane w proces starzenia się i występowania nowotworów.

„Po raz pierwszy udało nam się zidentyfikować środowiskowe czynniki, które modyfikują długość telomerów, pokazaliśmy też, jak to robią” mówi profesor Kupiec. „To, czego się dowiedzieliśmy może pewnego dnia przyczynić się do zapobiegania i leczenia wielu ludzkich chorób”.
Naukowcy ze Szkoły Nauk Komputerowych im. Blavatnika podlegającej TAU oraz z Departamentu Nauk Biologicznych Uniwersytetu Columbia współpracowali podczas badań, które opublikowano w czasopiśmie PLOS Genetics.

Pomiędzy śmiercią, a nieśmiertelnością

Telomery, składające się z DNA i protein, stanowią koniec nici DNA w chromosomie, odgrywają niezwykle ważną rolę w procesie skutecznej naprawy i kopiowania nici. Za każdym razem, gdy komórka się dzieli, chromosom jest kopiowany do nowej z nieco krótszym telomerem. Gdy telomer staje się za krótki, komórka ginie. Jedynie komórki płodu i rakowe posiadają mechanizmy, które pozwalają im uniknąć tego losu – potrafią powielać się w nieskończoność.

Naukowcy postanowili zacząć od rozwinięcia badań, dzięki którym w 2004 roku profesor Elizabeth Blackburn, biolożka molekularna, zdobyła Nagrodę Nobla. Badania te dowodziły, że stres emocjonalny powoduje skracanie telomerów odpowiedzialnych za starzenie się, prawdopodobnie przez tworzenie wolnych rodników w komórkach. Naukowcy hodowali komórki drożdży w warunkach sprzyjających tworzeniu się tych rodników, aby przetestować wpływ takiego działania na długość telomerów. Co zaskakujące, długość nie zmieniła się.

Następnie wystawili komórki drożdży na działanie dwunastu innych czynników środowiskowych. Większość z nich – od zmian temperatury i pH, po różnorakie substancje chemiczne – nie wywarło żadnego efektu na długość telomerów. Jednak niskie stężenie kofeiny, podobne do tego zawartego w espresso, skróciło telomer, natomiast etanol o stężeniu 5-7% go wydłużył.

Od drożdży do ciebie

By w pełni zrozumieć te zmiany, naukowcy z Uniwersytetu Tel Awiwu zeskanowali 6000 próbek drożdży, każda o innym zdezaktywowanym genie. Następnie przeprowadzili testy genetyczne na próbkach z najdłuższymi i najkrótszymi telomerami, ujawniając tym samym, że dwa geny – Rap1 i Rif1 – są głównymi pośrednikami między stresorami środowiskowymi, a długością telomerów. Jak donoszą naukowcy z TAU, około 400 genów oddziaływało ze sobą, by zachować długość telomerów. Podkreśla to znaczenie tej sieci genów w utrzymaniu stabilności genomu. Co więcej, większość genów posiadanych przez badane drożdże występuje też w genomie człowieka.

„To pierwszy raz, gdy zanalizowano tak złożony system, w którym wszystkie znaczące geny są znane” mówi profesor Kupiec. „Okazuje się, że długość telomerów to rzecz bardzo konkretna, co sugeruje, że ich dokładność jest kluczowa i powinna być chroniona przed wpływami środowiska”.

Jak twierdzą naukowcy, konieczne są kolejne badania, by dowieść wzajemnego stosunku, a nie tylko korelacji, między długością telomerów, a starzeniem się lub nowotworami. Tyko wtedy możliwe będzie poznanie czy ludzkie telomery odpowiadają na te same sygnały, jak te u drożdży, potencjalnie prowadząc do leczenia i stosowania odpowiedniej diety. Jak na razie, profesor Kupiec sugeruje by „Spróbować się zrelaksować oraz wypić trochę kawy i trochę piwa”.

Maria Abramczyk