Що відбувається з генами після смерті

Деякі клітини зберігають активність дні і навіть тижні після того, як організм помер.

ДНК

Як вивчалося це питання

Перш ніж ми стаємо самі собою, перш ніж у нас з’являється мозок, наші клітини вже активно працюють діляться, диференціюються, утворюють «цеглинки», які потім складаються в цілісний організм. Але виявилося, що вони не тільки випереджають нас самих, але і переживають нас.

Все почалося з досліджень генетика Олександра Пожиткова. У 2009 році він взявся вивчати РНК рибок даніо-реріо після їх смерті. Ембріони цих тропічних риб прозорі і ідеально підходять для спостереження, тому їх містять в багатьох лабораторіях. Пожитків помістив рибок в крижану воду, що призвело до їх смерті, а потім повернув в акваріум зі звичною для них температурою води — 27,7 ℃.

Протягом наступних чотирьох днів він діставав кілька рибок з акваріума, заморожував в рідкому азоті і вивчав їх матричну РНК (мРНК). Ці ниткоподібні молекули беруть участь у синтезі білків. Кожна нитка мРНК — копія якоїсь ділянки ДНК. Потім Пожитків досліджував також мРНК мишей.

Разом з біохіміком Пітером Ноублом (Peter Noble) він проаналізував активність мРНК після смерті і виявив дивний факт. І у риб, і у мишей синтез білків пішов на спад, як і очікувалося. Однак, судячи з кількості мРНК, процес транскрипції (перенесення генетичної інформації з ДНК на РНК) посилився приблизно в одному відсотку генів.

Деякі гени продовжували роботу навіть через чотири дні після смерті організму.

Інші вчені досліджували зразки людських тканин і виявили сотні генів, які зберігають активність після смерті. Наприклад, через чотири години збільшилася експресія (тобто перетворення спадкової інформації в РНК або білок) гена EGR3, стимулюючого зростання. Активність інших генів коливається, в тому числі CXCL2. Він кодує білок, який дає сигнал лейкоцитам вирушити до місця запалення при інфекції.

За словами керівника дослідження Педро Феррейри (Pedro Ferreira), це не просто результат того, що транскрипція різних генів завершується з різною швидкістю. Якийсь процес активно регулює посмертну експресію генів.

Після смерті організму першими гинуть найважливіші, найбільш енергоємні клітини — нейрони. Але периферичні клітини продовжують робити свою справу протягом декількох днів або навіть тижнів — в залежності від температури і ступеня розкладання тіла. Дослідникам вдалося добути живі клітинні культури з козячих вух через 41 день після смерті тварин. Вони перебували в сполучній тканині. Цим клітинам не потрібно багато енергії, і вони прожили 41 день в звичайному холодильнику.

На клітинному рівні смерть організму не має значення.

Поки невідомо, чим саме обумовлена посмертна експресія генів. Адже після смерті в клітини перестають надходити кисень і поживні речовини. Нове дослідження Ноубла і Пожиткова може пролити світло на це питання.

Використовуючи оригінальні дані рибок і мишей, Ноубл виявив, що мРНК, активна після смерті, відрізняється від іншої мРНК у клітинах. Близько 99% РНК-транскриптів у клітинах швидко руйнується після смерті організму. У 1%, що залишився присутні певні послідовності нуклеотидів, які зв’язуються з молекулами, що регулюють мРНК після транскрипції. Ймовірно, це і підтримує посмертну активність генів.

Вчені вважають, що цей механізм — частина клітинної реакції на випадок, коли організм може відновитися після серйозної травми. Можливо, клітини в передсмертній агонії намагаються «відкрити всі клапани», щоб певні гени могли экспрессироваться. Наприклад, гени, що відповідають на запалення.

Чому це важливо

Розуміння механізмів посмертної активності генів вплине на пересадку органів, генетичні дослідження і криміналістику. Наприклад, Педро Феррейрі з колегами вдалося точно визначити час смерті організму, спираючись тільки на посмертні зміни експресії генів. Це може бути корисним при розслідуванні вбивств.

Проте в цьому досвіді вчені знали, що досліджувані тканини належали донорам без патологій і зберігалися в ідеальних умовах. В реальному житті на транскрипцію РНК може вплинути безліч чинників: від захворювань організму до температури навколишнього середовища і часу, що пройшов до забору зразків. Поки цей метод досліджень не готовий для використання в судочинстві.

Ноубл і Пожитків вважають, що ці відкриття також знадобляться при пересадці органів.

Органи донорів деякий час знаходяться поза тіла. Можливо, РНК у них починає посилати такі самі сигнали, як і у випадку смерті. За словами Пожиткова, це може позначатися на здоров’ї пацієнтів, яким пересадили новий орган. У них підвищений рівень захворюваності на рак у порівнянні з загальною сукупністю населення. Можливо, справа не в ліках, що пригнічують імунітет, які їм доводиться приймати, а в посмертних процесах в пересадженому органі. Поки немає точних даних, але дослідники розглядають можливість зберігати органи для пересадки не в холоді, а на штучному життєзабезпеченні.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *