מה קורה לגנים לאחר המוות

2024 מְחַבֵּר: Malcolm Clapton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:56

חלק מהתאים נשארים פעילים ימים או אפילו שבועות לאחר מותו של הגוף.

כיצד נחקרה השאלה הזו

לפני שאנחנו הופכים לעצמנו, לפני שיש לנו מוח, התאים שלנו כבר פועלים באופן פעיל: הם מתחלקים, מתמיינים, יוצרים "לבנים", אשר לאחר מכן יקפלו לאורגניזם שלם. אבל התברר שהם לא רק צופים את עצמנו, אלא גם מאריכים אותנו.

הכל התחיל במחקרים של Thanatotranscriptome: גנים המובעים באופן פעיל לאחר מוות אורגניזמי על ידי הגנטיקה אלכסנדר פוז'יטקוב. בשנת 2009, הוא התחייב לחקור את ה-RNA של דגי הזברה לאחר מותם. העוברים של דגים טרופיים אלה שקופים ואידיאליים לתצפית, וזו הסיבה שהם נשמרים במעבדות רבות. פוז'יטקוב הכניס את הדגים למי קרח, מה שהוביל למותם, ולאחר מכן החזיר אותם לאקווריום עם טמפרטורת המים הרגילה שלהם - 27, 7 ℃.

במהלך ארבעת הימים הבאים, הוא הוציא כמה דגים מהאקווריום, הקפיא אותם בחנקן נוזלי, וחקר את ה-RNA שליח שלהם (mRNA). מולקולות חוטיות אלו מעורבות בסינתזה של חלבונים. כל גדיל של mRNA הוא עותק של פיסת DNA. ואז פוז'יטקוב גם חקר את ה-mRNA של עכברים.

יחד עם הביוכימאי פיטר נובל, הוא ניתח את פעילות ה-mRNA לאחר המוות וגילה עובדה מפתיעה. גם בדגים וגם בעכברים סינתזת החלבון ירדה, כצפוי. עם זאת, אם לשפוט לפי כמות ה-mRNA, תהליך השעתוק (העברה של מידע גנטי מ-DNA ל-RNA) מוגבר באחוז אחד מהגנים.

כמה גנים המשיכו לעבוד אפילו ארבעה ימים לאחר מותו של האורגניזם.

מדענים אחרים בחנו דגימות רקמות אנושיות וגילו מאות גנים שנותרו פעילים לאחר המוות. לדוגמה, לאחר ארבע שעות, גדל הביטוי (כלומר המרת מידע תורשתי ל-RNA או חלבון) של הגן EGR3, הממריץ גדילה. הפעילות של גנים אחרים משתנה, כולל CXCL2. הוא מקודד לחלבון המאותת לתאי הדם הלבנים לעבור לאתר הדלקת במהלך זיהום.

זו לא רק תוצאה של תעתוק גנים שונים שהושלמו בקצבים שונים, אומר מנהל המחקר פדרו פריירה. איזשהו תהליך מווסת באופן פעיל את ביטוי הגנים לאחר המוות.

לאחר מותו של אורגניזם, הראשונים למות הם התאים החשובים ביותר, עתירי האנרגיה - הנוירונים. אבל תאים היקפיים ממשיכים לעשות את עבודתם במשך ימים או אפילו שבועות, תלוי בטמפרטורה ובמידת הפירוק של הגוף. חוקרים הצליחו לשחזר תאים דמויי פיברובלסט מעור עיזים בקירור עד 41 יום של מוות של בעלי חיים כדי לחלץ תרביות תאים חיים מאוזני עיזים 41 ימים לאחר מוות בעלי חיים. הם היו ברקמת החיבור. תאים אלו אינם דורשים הרבה אנרגיה, והם שרדו 41 יום במקרר רגיל.

ברמה התאית, מותו של אורגניזם אינו משנה.

עדיין לא ידוע מה בדיוק גורם לביטוי גנים לאחר המוות. ואכן, לאחר המוות, חמצן וחומרי מזון מפסיקים לזרום לתאים. מחקר חדש של Noble ו-Pozhitkov, Distinct sequence patterns in transcriptome active post-mortem, עשוי לשפוך אור על שאלה זו.

באמצעות נתונים מקוריים מדגים ועכברים, נובל גילתה שה-mRNA שהיה פעיל לאחר המוות שונה מ-mRNA אחר בתאים. כ-99% מתעתיקי ה-RNA בתאים נהרסים במהירות לאחר מותו של האורגניזם. 1% הנותרים מכילים רצפי נוקלאוטידים מסוימים הנקשרים למולקולות המווסתות את ה-mRNA לאחר שעתוק. זה כנראה מה שתומך בפעילות הגנים שלאחר המוות.

מדענים מאמינים שמנגנון זה הוא חלק מהתגובה התאית כאשר הגוף יכול להתאושש מפציעה חמורה. ייתכן שתאים במצוקת מוות מנסים "לפתוח את כל השסתומים" כדי שגנים מסוימים יוכלו לבוא לידי ביטוי. למשל, גנים המגיבים לדלקת.

למה זה חשוב

הבנת המנגנונים מאחורי פעילות הגנים שלאחר המוות תשפיע על השתלות איברים, מחקר גנטי וזיהוי פלילי. לדוגמה, פדרו פריירה ועמיתיו הצליחו לקבוע במדויק את זמן המוות של אורגניזם, תוך הסתמכות רק על שינויים לאחר המוות בביטוי הגנים. זה יכול להיות שימושי בעת חקירת רציחות.

עם זאת, בניסוי זה, המדענים ידעו שהרקמות הנבדקות שייכות לתורמים ללא פתולוגיות ומאוחסנות בתנאים אידיאליים. בחיים האמיתיים, גורמים רבים יכולים להשפיע על שעתוק RNA, ממחלות בגוף ועד לטמפרטורת הסביבה והזמן שחלף לפני הדגימה. עד כה, שיטת מחקר זו אינה מוכנה לשימוש בהליכים משפטיים.

נובל ופוז'יטקוב מאמינים שהתגליות הללו יהיו שימושיות גם בהשתלות איברים.

האיברים של התורמים נמצאים מחוץ לגוף במשך זמן מה. אולי ה-RNA שבהם מתחיל לשלוח את אותם אותות כמו במקרה של מוות. לדברי פוז'יטקוב, הדבר עלול להשפיע על בריאותם של חולים שקיבלו איבר חדש. יש להם שכיחות מוגברת של סרטן בהשוואה לאוכלוסייה הכללית. אולי העניין הוא לא בתרופות המדכאות את מערכת החיסון שעליהם לקחת, אלא בתהליכי הנתיחה שלאחר המוות באיבר המושתל. אין עדיין נתונים מדויקים, אבל חוקרים שוקלים לאחסן איברים להשתלה לא בקור, אלא על תמיכת חיים מלאכותית.