Hvad sker der med gener efter døden

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 03:51

Nogle celler forbliver aktive i dage eller endda uger efter, at kroppen er død.

Hvordan dette spørgsmål blev undersøgt

Før vi bliver os selv, før vi har en hjerne, arbejder vores celler allerede aktivt: de deler sig, differentierer, danner "klodser", som så bliver foldet til en hel organisme. Men det viste sig, at de ikke kun forudser os selv, men også overlever os.

Det hele startede med undersøgelser af Thanatotranscriptome: gener, der aktivt udtrykkes efter organismedød af genetik Alexander Pozhitkov. I 2009 påtog han sig at studere zebrafiskens RNA efter deres død. Embryonerne af disse tropiske fisk er gennemsigtige og ideelle til observation, hvorfor de opbevares i mange laboratorier. Pozhitkov lagde fiskene i isvand, hvilket førte til deres død, og returnerede dem derefter til akvariet med deres sædvanlige vandtemperatur - 27, 7 ℃.

I løbet af de næste fire dage tog han adskillige fisk ud af akvariet, frosne dem i flydende nitrogen og studerede deres messenger-RNA (mRNA). Disse filamentøse molekyler er involveret i syntesen af proteiner. Hver streng af mRNA er en kopi af et stykke DNA. Derefter undersøgte Pozhitkov også mRNA fra mus.

Sammen med biokemiker Peter Noble analyserede han aktiviteten af mRNA efter døden og opdagede en overraskende kendsgerning. Hos både fisk og mus faldt proteinsyntesen som forventet. Men at dømme efter mængden af mRNA forstærkes transkriptionsprocessen (overførsel af genetisk information fra DNA til RNA) i omkring én procent af generne.

Nogle gener fortsatte med at arbejde selv fire dage efter organismens død.

Andre forskere undersøgte menneskelige vævsprøver og opdagede hundredvis af gener, der forbliver aktive efter døden. For eksempel, efter fire timer, steg ekspressionen (det vil sige omdannelsen af arvelig information til RNA eller protein) af EGR3-genet, som stimulerer væksten. Aktiviteten af andre gener er svingende, herunder CXCL2. Det koder for et protein, der signalerer de hvide blodlegemer til at rejse til stedet for inflammation under infektion.

Dette er ikke kun resultatet af, at forskellige gentransskriptioner fuldføres med forskellige hastigheder, siger studieleder Pedro Ferreira. En form for proces regulerer aktivt posthum genekspression.

Efter en organismes død er de første, der dør, de vigtigste, mest energikrævende celler - neuroner. Men perifere celler fortsætter med at gøre deres arbejde i dage eller endda uger, afhængigt af temperaturen og graden af nedbrydning af kroppen. Forskere lykkedes med at genvinde fibroblastlignende celler fra nedkølet gedeskind op til 41 dage efter dyredød for at udvinde levende cellekulturer fra gedeører 41 dage efter dyredød. De var i bindevævet. Disse celler kræver ikke meget energi, og de overlevede 41 dage i et almindeligt køleskab.

På celleniveau er en organismes død ligegyldig.

Det vides endnu ikke, hvad der præcist forårsager posthum genekspression. Efter døden ophører ilt og næringsstoffer med at strømme ind i cellerne. En ny undersøgelse af Noble og Pozhitkov, Distinct sekvensmønstre i det aktive postmortem transkriptom, kan kaste lys over dette spørgsmål.

Ved hjælp af originale data fra fisk og mus fandt Noble ud af, at det mRNA, der var aktivt efter døden, var forskelligt fra andet mRNA i celler. Omkring 99% af RNA-transkripter i celler ødelægges hurtigt efter organismens død. De resterende 1% indeholder visse nukleotidsekvenser, der binder til molekyler, der regulerer mRNA efter transkription. Det er sandsynligvis det, der understøtter den posthume genaktivitet.

Forskere mener, at denne mekanisme er en del af den cellulære reaktion, når kroppen kan komme sig efter alvorlig skade. Det er muligt, at celler i dødskamp forsøger at "åbne alle ventiler", så bestemte gener kan udtrykkes. For eksempel gener, der reagerer på betændelse.

Hvorfor er det vigtigt

At forstå mekanismerne bag postmortem genaktivitet vil påvirke organtransplantationer, genetisk forskning og retsmedicin. For eksempel var Pedro Ferreira og hans kolleger i stand til nøjagtigt at bestemme tidspunktet for døden af en organisme, kun afhængig af posthume ændringer i genekspression. Dette kan være nyttigt, når man efterforsker mord.

Men i dette eksperiment vidste forskerne, at vævene, der blev undersøgt, tilhørte donorer uden patologier og blev opbevaret under ideelle forhold. I det virkelige liv kan mange faktorer påvirke RNA-transskription, fra sygdomme i kroppen til omgivelsestemperatur og den tid, der er gået før prøvetagning. Indtil videre er denne forskningsmetode ikke klar til brug i retssager.

Noble og Pozhitkov mener, at disse opdagelser også vil være nyttige ved organtransplantationer.

Donorernes organer er uden for kroppen i nogen tid. Måske begynder RNA'et i dem at sende de samme signaler som i tilfælde af død. Ifølge Pozhitkov kan dette påvirke helbredet hos patienter, der har fået et nyt organ. De har en øget forekomst af kræft sammenlignet med den generelle befolkning. Måske ligger pointen ikke i de lægemidler, der undertrykker immunforsvaret, som de skal tage, men i de obduktionsprocesser i det transplanterede organ. Der er endnu ingen nøjagtige data, men forskere overvejer at opbevare organer til transplantation ikke i kulde, men på kunstig livsstøtte.