راه شگفت‌انگیز انتقال طول عمر از والدین به فرزندان

به گزارش پارسینه و به نقل از scitechdaily، پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که کرم‌های ریز آزمایشگاهی می‌توانند ویژگی‌های افزایش طول عمر را از نسلی به نسل دیگر منتقل کنند؛ آن هم نه از طریق DNA، بلکه با استفاده از وراثت اپی‌ژنتیکی مبتنی بر هیستون‌ها. این یافته‌ها درک ما از نحوه انتقال اطلاعات غیرژنتیکی را دگرگون می‌کند.

در آزمایشگاه وانگ، طول عمر زیاد کرم‌ها چیز عجیبی نیست.

منگ وانگ، پژوهشگر ارشد در مؤسسه Janelia و سرپرست گروه تحقیقاتی، به همراه تیمش روی طول عمر مطالعه می‌کند. آن‌ها نشان داده‌اند که با افزایش فعالیت یک آنزیم در لیزوزوم‌های کرم *C. elegans*، می‌توان طول عمر این کرم‌ها را تا ۶۰ درصد افزایش داد.

اما نکته شگفت‌انگیز اینجاست: فرزندان این کرم‌ها، که فاقد تغییرات ژنتیکی بودند، همچنان بیشتر از حد معمول عمر می‌کردند. حتی زمانی که این کرم‌های اصلاح‌شده با کرم‌های «وحشی» (فاقد تغییرات ژنتیکی) جفت‌گیری کردند – روشی رایج برای حذف اثرات ژنتیکی – باز هم نسل‌های بعدی عمر طولانی‌تری داشتند. این اثر حتی تا چهار نسل بعد ادامه داشت.

در این پژوهش جدید، تیم وانگ کشف کرده‌اند که تغییرات ایجادشده در لیزوزوم‌های بدن کرم، از طریق هیستون‌ها – پروتئین‌هایی که نقش کلیدی در سازماندهی و تنظیم DNA دارند – به سلول‌های تولیدمثل منتقل می‌شوند. این هیستون‌ها در سلول‌های تولیدمثلی باعث تغییراتی در اپی‌ژنوم کرم می‌شوند؛ مجموعه‌ای از برچسب‌های شیمیایی که بیان ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. به این ترتیب، تغییرات لیزوزومی بدون دست‌کاری DNA از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌شوند.

این یافته‌ها فراتر از موضوع طول عمر اهمیت دارند. تغییرات اپی‌ژنتیکی می‌توانند به موجودات کمک کنند تا با انواع فشارهای محیطی – از تغییرات رژیم غذایی گرفته تا آلودگی و استرس روانی – مقابله کنند. این پژوهش نشان می‌دهد که چنین مزایایی می‌توانند از والدین به فرزندان منتقل شوند.

وانگ می‌گوید: «همیشه فکر می‌کنیم وراثت فقط در هسته سلول اتفاق می‌افتد، اما حالا نشان داده‌ایم که هیستون می‌تواند از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر برود، و اگر حامل تغییراتی باشد، می‌تواند اطلاعات اپی‌ژنتیکی را از یک سلول به سلول دیگر منتقل کند. این واقعاً مکانیزمی برای درک اثرات بین‌نسلی فراهم می‌کند.»

کشف راز وراثت طول عمر

پژوهشگران دریافته‌اند که نوعی تغییر اپی‌ژنتیکی در هیستون‌ها – پروتئین‌هایی که DNA را سازماندهی و تنظیم می‌کنند – در کرم‌های دارای طول عمر بالا بیشتر از کرم‌های معمولی دیده می‌شود. آن‌ها قصد داشتند رابطه این تغییرات را با عملکرد لیزوزوم‌هایی که به افزایش طول عمر کمک می‌کنند، بررسی کنند.

با استفاده از ابزارهای ژنتیکی، ترنسکریپتومیکس و تصویربرداری، مشخص شد که تغییرات در متابولیسم لیزوزومی مجموعه‌ای از فرآیندهای سلولی را فعال می‌کند. این فرآیندها باعث افزایش نوع خاصی از هیستون می‌شوند که از سلول‌های سوماتیک (بدن) کرم به سلول‌های زایشی (تولیدمثل) منتقل می‌شود؛ این انتقال از طریق پروتئین‌هایی انجام می‌شود که مواد مغذی را به تخمک‌های در حال رشد می‌رسانند. در سلول‌های زایشی، هیستون‌ها دچار تغییراتی می‌شوند که به اطلاعات لیزوزومی اجازه می‌دهد وارد این سلول‌ها شده و از والدین به فرزندان منتقل شود.

این مسیر در زمان روزه‌داری فعال می‌شود، چرا که روزه‌داری باعث تغییر در متابولیسم لیزوزومی می‌شود – و این ارتباطی مستقیم میان پدیده‌های فیزیولوژیکی و تغییرات در سلول‌های زایشی ایجاد می‌کند.

این پژوهش به شواهد فزاینده‌ای می‌افزاید که نشان می‌دهند لیزوزوم‌ها – که پیش‌تر تنها به‌عنوان مراکز بازیافت سلولی شناخته می‌شدند – در واقع نقش مهمی در ارسال سیگنال و کنترل فرآیندهای مختلف سلولی دارند و اکنون مشخص شده که حتی می‌توانند نسل‌ها را تحت تأثیر قرار دهند.

همچنین این تحقیق مکانیزم جدیدی برای انتقال اطلاعات از سلول‌های بدن به سلول‌های تولیدمثل از طریق هیستون‌ها معرفی می‌کند؛ مکانیزمی که می‌تواند توضیح دهد چگونه انواع دیگر اطلاعات وراثتی از والدین به فرزندان منتقل می‌شوند.

با ارائه چارچوبی برای درک نحوه انتقال تغییرات محیطی از سلول‌های بدن به نسل‌های بعد، این پژوهش می‌تواند به فهم بهتر اثرات بین‌نسلی کمک کند – مانند تأثیر سوءتغذیه والدین بر سلامت فرزندان.

منگ وانگ می‌گوید: «اکنون نشان داده‌ایم که سلول‌های بدن و سلول‌های تولیدمثل می‌توانند از طریق هیستون به هم متصل شوند و اطلاعات ژنتیکی ماندگاری را برای نسل‌ها حمل کنند.»

منبع: مقاله “Lysosomes signal through the epigenome to regulate longevity across generations” نوشته Qinghao Zhang، Weiwei Dang و Meng C. Wang، منتشرشده در *Science*، ۲۵ سپتامبر ۲۰۲۵.