L'origine dell'invecchiamento, dalla cellula all'organismo / The origin of aging, from the cell to body.

L'origine dell'invecchiamento, dalla cellula all'organismo / The origin of aging, from the cell to body.



Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa


L'alterazione dei meccanismi che preservano l'integrità dell'eterocromatina, la struttura in cui è impacchettato il DNA all'interno del nucleo cellulare, è un fattore cruciale per la senescenza delle cellule e dell'intero organismo: è quanto emerge da un nuovo studio che ha chiarito la sequenza di processi biologici grazie ai quali una mutazione genetica determina una grave forma d'invecchiamento precoce nota come sindrome di Werner

L'alterazione dell'eterocromatina, la struttura in cui è impacchettato il DNA nel nucleo cellulare, è un processo cruciale che determina l'invecchiamento della cellula e dell'organismo. Lo ha scoperto un gruppo di ricercatori del Salk Institute e dell'Accademia delle scienze cinese guidato da Juan Carlos Izpisua Belmonte che firma un articolo sulla rivista "Science".

Il risultato è stato ottenuto studiando le mutazioni genetiche che causano la sindrome di Werner, una malattia genetica che causa un invecchiamento precoce accompagnato da molte delle malattie tipiche dell'età avanzata: cataratta, diabete di tipo 2, arteriosclerosi, osteoporosi e cancro.

All'origine della malattia vi è una mutazione del gene WRN (Werner syndrome RecQ helicase-like) che codifica per la proteina omonima, un importante enzima per i processi che preservano l'integrità strutturale e funzionale del DNA.

Nei soggetti affetti dalla sindrome di Werner, quando la proteina è mutata, sono compromessi i meccanismi di replicazione e riparazione del DNA e l'espressione dei geni: l'effetto complessivo è un invecchiamento prematuro dell'organismo, ma finora non erano noto in che modo la proteina mutata potesse influenzare processi cellulari cruciali.

Gli autori hanno realizzato un modello cellulare della sindrome di Werner causando una delezione del gene WRN in cellule staminali umane. Le cellule ottenute riproducevano la mutazione osservata nei pazienti con la sindrome di Werner e iniziavano a invecchiare più rapidamente del normale.

A un esame più approfondito, i ricercatori hanno scoperto che la delezione del gene WRN porta anche a un'alterazione dell'eterocromatina, la struttura in cui è strettamente impacchettato 
il DNA nel nucleo cellulare, che agisce come una centrale di controllo dell'attività dei geni e del complesso macchinario cellulare. Lo studio ha chiarito anche che la proteina WRN interagisce direttamente con le strutture molecolari che stabilizzano l'eterocromatina, confermando così la correlazione tra la mutazione del gene WRN e l'alterazione dell'eterocromatina.

“Il nostro studio ha chiarito la correlazione tra la sindrome di Werner e la disorganizzazione dell'eterocromatina, delineando un meccanismo molecolare con il quale una mutazione genetica porta a un'alterazione generale dei processi cellulari e dei meccanismi di regolazione dell'espressione dei geni”, ha spiegato Belmonte. “Più in generale, ciò indica che le alterazioni accumulate nella struttura dell'eterocromatina possono essere una delle principali cause d'invecchiamento cellulare, sollevando anche la questione di come si possa porre rimedio a queste alterazioni e al declino dovuto all'età”.

ENGLISH

The alteration of the mechanisms that preserve the integrity of heterochromatin, the structure in which the DNA is packaged inside the cell nucleus, is a crucial factor in the aging of cells and the entire organism is what emerges from a new study that has clarified the sequence of biological processes by which a genetic mutation causes a severe form of premature aging appear as Werner's syndrome

The heterochromatin alteration, the structure in which it is packed DNA in the cell nucleus, is a crucial process that determines the aging of the cell and the organism. I found a group of researchers at the Salk Institute and the Chinese Academy of Sciences led by Juan Carlos Belmonte Izpisua signing an article in the journal "Science".

The result was obtained by studying the genetic mutations that cause Werner syndrome, a genetic disease that causes premature aging accompanied by many of the typical old age diseases: cataracts, type 2 diabetes, arteriosclerosis, osteoporosis and cancer.

At the origin of the disease there is a mutation of the gene WRN (Werner syndrome RecQ helicase-like) coding for the homonymous protein, an enzyme important for the processes that preserve the structural and functional integrity of the DNA.

In individuals with Werner syndrome, when the protein is mutated, are compromised mechanisms of replication and DNA repair and gene expression: the overall effect is a premature aging of the organism, but so far had not known that so the mutated protein could influence crucial cellular processes.

The authors have created a cellular model of Werner's syndrome causing a deletion of the WRN gene in human stem cells. Cells obtained reproducing the mutation observed in patients with Werner syndrome and beginning to age faster than normal.

At closer inspection, the researchers found that the gene deletion WRN also leads to an alteration of heterochromatin, the structure in which it is closely packed
the DNA in the cell nucleus, which acts as a central control of the activity of the genes and of cellular machinery complex. The study also made clear that the WRN protein interacts directly with the molecular structures that stabilize heterochromatin, thereby confirming the correlation between the mutation of the WRN gene and the heterochromatin alteration.

"Our study has clarified the correlation between the Werner syndrome and disorganization heterochromatin, outlining a molecular mechanism by which a genetic mutation leads to a general alteration of cellular processes and mechanisms of regulation of genes" , said Belmonte. "More generally, this indicates that alterations accumulated in the structure of heterochromatin can be a major cause of cellular aging, posing the question of how to remedy these alterations and decline due to age".


Da:

http://www.lescienze.it/news/2015/05/05/news/alterazione_cromatina_invecchiamento_cellulare_organismo-2595488/


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