מבט רענן על קמטי הזקנה

מאת: מלינדה וונר

הזִקנה מייסרת את כל היצורים על פני כדור הארץ, וכולם חולמים על תרופה. אבל גם לאחר עשרות שנות מחקר, נותרה ההזדקנות, במידה רבה, תעלומה. כעת, ממצאים חדשים מעידים שיש סיבה טובה למבוי הסתום שאליו נקלע המחקר: ייתכן שמדענים פשוט חיפשו את התשובות במקומות הלא נכונים. עדויות חדשות רומזות שהזקנה אינה תוצאה של הצטברות נזקים גנטיים ותאיים, אלא תוצאה של שיבוש תוכנות גנטיות המבקרות את תהליכי ההתפתחות.

מדענים הבחינו זה מכבר בשינויים גנטיים פנימיים המתלווים לתהליך ההזדקנות. אצל עכברים מזדקנים, נעשה הגן p16INK4a, המבקר התחדשות וגדילת תאים, פעיל יותר ברוב הרקמות. הגן מונע התחדשות תקינה של התאים בתגובה לפציעה או למחלה כפי שקורה בתאים צעירים יותר. כמו כן, בתאי גזע הנמצאים בשריריהם של עכברים מבוגרים, ולא באלה של עכברים צעירים, מצטברים תצמידי חלבונים המשנים את השריר, עם הזמן, ועושים אותו לרקמה סיבית ושומנית.

עם זאת, הממצאים לא הצליחו לערער את הסברה שהזדקנות היא תוצאה של נזקים מצטברים, משום שהשינויים הגנטיים האלה עשויים להיות תוצאת ההזדקנות ולא הגורם לה. "זה תמיד האתגר, לנסות ולהבדיל בין סיבה לבין תוצאה", אומר בריאן קנדי, ביוכימאי באוניברסיטת וושינגטון. מחקרים אמנם הראו ששינוי ברמת הביטוי של גנים מסוימים יכול להשפיע על תוחלת החיים של יצורי חי, אבל לא ברור אם הגנים האלה מעורבים גם בתהליך ההזדקנות הטבעי.

מדענים באוניברסיטת סטנפורד ובאוניברסיטת קולורדו טוענים שהם מצאו תכונות גנטיות שגורמות להזדקנות. החוקרים בחנו פערים ברמת הביטוי של גנים, בין תולעים צעירות ובין תולעים זקנות. הם מצאו יותר מ-1,000 גנים שהראו שינויים ברמת הביטוי, אך רובם פעלו תחת בקרה של שלושה גנים בלבד: ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6. גנים אלו הם גורמי שעתוק, כלומר מתגים מולקולריים המפעילים ומכבים גנים אחרים. "היו מאות גורמים שהשתבשו, אבל כולם הובילו אל שלושת גורמי השעתוק האלה", המעורבים בהתמיינות של תאים מיוחדים המצויים בממברנות שונות בגוף, מסביר סטיוארט קים, ביולוג התפתחותי באוניברסיטת סטנפורד ואחד ממחברי המאמר. נמצאו גם הבדלים ברמת הביטוי של שלושת גורמי השעתוק עצמם, בהשוואה בין תולעים צעירות לתולעים זקנות.

כדי לראות אם נזקים מצטברים משפיעים בסופו של דבר על גורמי השעתוק האלה, חשפו המדענים את התולעים לחוסר חמצן, לזיהום ולקרינה, אך דבר מכל אלה לא השפיע על ביטוי הגנים. נראה שהשינויים הם "שינויים פנימיים בגנום התולעת", אומר קים, ואינם מושפעים מבחוץ. זאת ועוד, כשעצרו החוקרים את ביטוי הגנים ELT-5 ו-ELT-6, שפעילותם מוגברת בדרך כלל בגיל מבוגר, עלתה תוחלת החיים של התולעים ב-50%. "הייתי לגמרי מופתע", אומר קים.

קים אינו סבור שגורמי השעתוק מתוכנתים מראש כדי לגרום להזדקנות. הוא משער, במקום זאת, שפעילותם פשוט יוצאת מאיזון כשהתולעים מזדקנות. ככלות הכול, האבולוציה בוררת גנים שעוזרים לפרט להתרבות, אך מרגע שהאורגניזם עבר את גיל הרבייה, הוא כבר אינו נתון להשפעות הברירה הטבעית. "מערכות ביולוגיות שלמות נסחפות ויוצאות מאיזון כשלטבע כבר לא אכפת מהן", אומר קים. הגנים ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6 עשויים למלא תפקיד חשוב בהתפתחותן של תולעים צעירות, אך לאחר שסיימו את תפקידם, פעילותם עלולה להשתבש, ו"סחף התפתחותי" זה, כפי שמכנה אותו קים, יכול לגרום להזדקנות.

המחקר אינו מוכיח שהזדקנות בתולעים נגרמת רק על ידי סחף התפתחותי, מעיר קים. ייתכן שגם נזקים מצטברים וגם סחף התפתחותי ממלאים תפקיד, וייתכן שמעורבים מסלולים גנטיים נוספים. "אבל המאמר בהחלט מספק למדענים חומר למחשבה באשר לגורמים לתהליך ההזדקנות", הוא אומר. "הוא מביא לקדמת הבמה השערה חדשה שאפשר לבחון אותה ביתר פירוט."

כרגע איננו יודעים אם גם הגנים המקבילים למשפחת ה-ELT באדם, המכונים גורמי שעתוק ממשפחת GATA, מעורבים בהזדקנות, וקים ועמיתיו מקווים להידרש לסוגיה זו בקרוב. "אנו יודעים כיצד מתרחשת ההתפתחות האנושית", אומר קים. "כעת עלינו לגלות אילו מסלולים אינם פועלים באופן תקין בבני אדם זקנים".

הכתבה התפרסמה בגיליון נובמבר של סיינטיפיק אמריקן - ישראל