محققان می‌گویند راز جوانی سلولی ممکن است در حفظ «نوکلئولوس» کوچک نهفته باشد. نوکلئولوس ساختاری متراکم در داخل هسته سلول و مسئول تولید ریبوزوم‌ها و تنظیم فعالیت‌های ژنتیکی است.
مطالعات موسسه پزشکی ویل کورنل نشان می‌دهد که اندازه کوچک‌تر نوکلئولوس‌ها ممکن است سرعت پیری را کاهش دهد و به‌عنوان یک «زمان‌سنج مرگ» عمل کند. در حالی که نوکلئولوس‌های بزرگ‌تر از طریق بی‌ثباتی در دی‌ان‌ای ریبوزومی (rDNA) باعث مرگ سلولی می‌شوند.
نتایج این پژوهش که در مجله «پیری طبیعت» (Nature Aging) منتشر شد، می‌تواند به کشف روش‌های درمانی جدید برای افزایش طول عمر انسان منجر شود. این تحقیق همچنین مفهومی به‌نام زمان‌سنج مرگ را معرفی کرده است که می‌تواند نشان می‌دهد چه مدت زمان باقی مانده است تا یک سلول از بین برود.
به گزارش سای‌تک‌دیلی، با افزایش سن، احتمال ابتلا به بیماری‌هایی چون سرطان، بیماری‌های قلبی‌عروقی و بیماری‌های تخریب‌کننده سلول‌های عصبی مغز افزایش می‌یابد و دکتر جسیکا تایلر، استاد آسیب‌شناسی و پزشکی آزمایشگاهی در دانشکده پزشکی ویل کرنر، می‌گوید که پیری بزرگ‌ترین عامل خطر برای این بیماری‌ها است. بنابراین می‌افزاید که به جای درمان جداگانه هر بیماری، بهتر است به توسعه درمان‌ها یا مکمل‌هایی پرداخته شود که فرایند پیری را کند و با پیشگیری از نقایص مولکولی زیربنایی که علت اصلی بیماری‌ها آن‌ها است، از بروز آن‌ها جلوگیری می‌کنند. به نظر می‌رسد که نوکلئولوس کلید حل این مسئله باشد.
هسته سلول حاوی کروموزوم‌ها است که در داخل آن، نوکلئولوس قرار دارد که دی‌ان‌ای ریبوزومی را در خود نگه می‌دارد. نوکلئولوس دی‌ان‌ای ریبوزومی را که اجزای ارآن‌ای (RNA) ریبوزوم‌ها، مسئول ساخت پروتئین، را کد می‌کند، از سایر بخش‌های هسته جدا می‌کند. دی‌ان‌ای ریبوزومی چون ساختاری تکراری دارد، آسیب‌پذیر و ترمیم و بازسازی آن سخت است. از طرفی اگر آسیب‌های آن درست ترمیم نشوند، می‌توانند باعث تغییرات کروموزومی و مرگ سلول شوند.
در موجوداتی از جمله مخمرها، کرم‌ها و انسان‌ها، اندازه نوکلئولوس‌ها به مرور زمان و در اثر پیری، افزایش می‌یابد. با این حال راهبردهای ضد پیری مانند محدود کردن کالری دریافتی، یعنی خوردن کمتر، باعث کوچک‌تر شدن نوکلئولوس‌ها می‌شود. دکتر تایلر می‌گوید: «محدود کردن کالری آثار زیادی دارد و هیچ‌کس دقیقا نمی‌داند چگونه طول عمر را افزایش می‌دهد.»
دکتر تایلر و دکتر جی. ایگناسیو گوتیرز که نویسنده اول مقاله است این فرضیه را مطرح کردند که کوچک نگه داشتن نوکلئولوس می‌تواند پیری را به تاخیر بیندازد. آن‌ها به منظور آزمایش این ایده در سلول مخمرها، برای اتصال دی‌ان‌ای ریبوزومی (rDNA) به غشای اطراف هسته از روشی مصنوعی استفاده کردند تا بتوانند کنترل کنند این اتصال چه زمان برقرار و چه زمان قطع شود.
دکتر گوتیرز توضیح داد: «مزیت سیستم ما این بود که می‌توانستیم تاثیر اندازه نوکلئولوس را فارغ از تاثیر سایر راهبردهای ضد پیری [مثل کاهش کالری] بررسی کنیم.»
محققان دریافتند که اتصال نوکلئولوس کافی بود تا آن را جمع‌وجور نگه دارد و مشاهده کردند که نوکلئولوس‌های کوچک به اندازه محدودیت دریافت کالری، پیری را به تاخیر انداختند.
جالب اینجا است که نوکلئولوس‌ها در طول عمر سلول به صورت یکنواخت رشد نکردند. آن‌ها طی بیشتر عمر مخمر در اندازه کوچک باقی ماندند، اما پس از رسیدن به یک آستانه اندازه نوکلئولوس، ناگهان رشدشان سریع شد و به اندازه‌های بسیار بزرگ‌تری رسیدند. پس از رسیدن به این آستانه، سلول‌ها تنها بعد از پنج تقسیم سلولی دیگر زنده ماندند.
دکتر گوتیرز گفت: «زمانی که متوجه شدیم این روند افزایش اندازه خطی نیست، فهمیدیم که اتفاق بسیار مهمی در حال رخ دادن است؛ اینکه عبور از این آستانه به‌عنوان یک زمان‌سنج مرگ عمل می‌کند و به‌نوعی شمارش معکوس تا لحظات نهایی زندگی یک سلول است.»
دی‌ان‌ای در دوران پیری آسیب‌هایی را انباشته می‌کند که برخی از آن‌ها می‌توانند برای سلول مخرب باشند. تیم تحقیقاتی در این آزمایش‌ها، دریافت که پایداری دی‌ان‌ای ریبوزومی در نوکلئولوس‌های بزرگ‌تر کمتر از نوکلئولوس‌های کوچک است. همچنین، زمانی که ساختار بزرگ است، پروتئین‌ها و عوامل دیگری که معمولا از نوکلئولوس خارج نگه داشته می‌شوند، دیگر بیرون نگه داشته نمی‌شوند؛ گویی یک سوراخ در نوکلئولوس به وجود می‌آید که مولکول‌هایی که می‌توانند به دی‌ان‌ای ریبوزومی آسیب برسانند، بتوانند وارد شوند.
دکتر تایلر گفت: «هدف اصلی نوکلئولوس‌ها جدا کردن واکنش‌های بیولوژیکی است تا به طور موثری عمل کنند. بنابراین وقتی پروتئین‌های دیگری وارد نوکلئولوس می‌شوند، این به بی‌ثباتی ژنومی و پایان عمر سلول منجر می‌شود. این پروتئین‌ها می‌توانند مشکلاتی فاجعه‌آمیز مانند تغییرات کروموزومی هم به وجود آورند.»
در مرحله بعد، محققان قصد دارند تاثیر نوکلئولوس‌ها بر پیری را روی سلول‌های بنیادی انسان بررسی کنند. سلول‌های بنیادی ویژه‌اند، زیرا این قابلیت را دارند که جایگزین سلول‌های دیگر شوند، اما در نهایت تقسیم سلول‌های بنیادی هم متوقف می‌شود. بنابراین محققان امیدوارند از دانشی که از این پروژه به‌دست آمده است، برای طولانی‌تر کردن عمر سلول‌های بنیادی استفاده کنند.
