Los genes se leen más rápido y de forma más descuidada en la vejez

Con restricciones dietéticas, estos procesos podrían invertirse

18.04.2023 - Alemania

En un gran proyecto conjunto, un total de seis grupos de investigación del Cluster of Excellence on Cellular Stress Responses in Age-Associated Diseases (CECAD) de la Universidad de Colonia, el Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento (MPI) de Colonia y la Universidad de Gotinga han demostrado los siguientes hallazgos aplicables a todo el reino animal: con la edad, aumenta la velocidad de elongación transcripcional de los genes, con lo que se resiente la calidad de los productos génicos. Con restricciones dietéticas, estos procesos podrían invertirse.

Rápida pero descuidada, así cambia la transcripción de los genes con la edad. Los investigadores descubrieron un nuevo mecanismo molecular que contribuye al envejecimiento estudiando el proceso de transcripción en cinco organismos modelo diferentes y en una amplia variedad de tejidos.

El envejecimiento deteriora una amplia gama de procesos celulares, muchos de los cuales afectan a la calidad y concentración de proteínas. Entre estos procesos, la lectura de genes conocida como transcripción es particularmente importante, porque es un regulador principal de los niveles de proteínas. Aunque los expertos sabían que la expresión génica, es decir, la conversión de la información genética en proteínas, cambia con la edad, y también que el control de la expresión génica puede verse afectado, no estaba claro si la precisión del propio proceso de transcripción cambia con la edad y si tal cambio tendría consecuencias relevantes para los organismos.

Esto es exactamente lo que los investigadores han podido demostrar ahora, lo que hace muy feliz a Andreas Beyer, jefe del grupo de trabajo del CECAD y profesor del Instituto de Genética de la Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Universidad de Colonia: "Ha sido un proyecto de gran envergadura y varios años de colaboración en el que han participado varios equipos del grupo CECAD y otras instituciones científicas. Había que generar y analizar datos de cinco especies. Sólo combinando nuestros conocimientos fue posible estudiar tantas especies y tipos de datos".

De hecho, los 26 científicos investigaron en todo el genoma los cambios relacionados con la edad en los procesos de transcripción en nematodos, moscas de la fruta, ratones, ratas y humanos, incluyendo diversos tejidos. Y descubrieron que la velocidad media a la que crece la transcripción mediante la unión de los bloques de construcción del ARN, los nucleótidos, aumentaba con la edad en las cinco especies. Junto con la mayor velocidad de esta velocidad de elongación (velocidad Pol II), los investigadores también observaron cambios en el llamado splicing, un paso más de trabajo dentro del proceso de transcripción desde el gen hasta la proteína acabada, en el que el producto de la transcripción se acorta de nuevo y se corta a medida.

Sin embargo, la exactitud de todo el proceso de transcripción también podría controlarse e invertirse, por ejemplo mediante la restricción dietética o la intervención en la señalización de la insulina, medidas ambas que contribuyen a alargar la vida útil, como se sabe desde hace muchos años. Del mismo modo, la esperanza de vida de las moscas y el potencial de división de las células humanas se alargaron cuando los investigadores utilizaron intervenciones para reducir la velocidad de lectura.

El profesor Beyer afirma: "Nuestros resultados descubren mecanismos moleculares fundamentales que subyacen al envejecimiento animal y a las intervenciones para alargar la vida, lo que proporciona pistas sobre cómo podríamos contribuir a un envejecimiento saludable en el futuro. El hecho de que las intervenciones, como la reducción de la ingesta calórica, también tengan un efecto positivo en un proceso de envejecimiento saludable a nivel molecular a través de la mejora de la calidad de la transcripción genética es algo que ahora hemos podido demostrar con bastante claridad con nuestro estudio."

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