Norge

Liten orm hjelper oss til bedre liv

Norske forskere lærer om menneskets aldringsprosess ved å studere cellene til en ørliten orm – som blir eldgammel på tre uker.

Rundorm fotografert gjennom mikroskop. Kan den avsløre hemmeligheten som kan gi oss et lengre liv? Foto: FRANCESCO SAGGIO

  • Trine Nickelsen Francesco Saggio (foto)

– Rundormen Caenorhabditis elegans (C. elegans) er en fantastisk modell for å studere aldring, fastslår forsker Hilde Nilsen ved Bioteknologisenteret, Universitetet i Oslo.

Riktignok er C. elegans kun én millimeter lang og bygd opp av bare 959 celler. Til sammenligning har vi mennesker om lag 10.000.000.000.000 celler. Likevel er mange av de grunnleggende, biologiske prosessene hos oss og rundormen til forveksling like. Dette gjelder også komplekse egenskaper: For eksempel har rundormen sosiale interaksjoner og evnen til å lære og huske.

Friske 500-åringer

Fysiologisk sett innebærer aldring nedsatt funksjon for alle organer og død som det uunngåelige endepunktet.

– For biologer er dette et svært spennende tema. I stor grad ved hjelp av C. elegans har vi i løpet av de siste ti årene fått viktig kunnskap om de molekylære mekanismene som regulerer aldringsprosessen og dermed livslengde, fastslår Nilsen.

Rundormen eldes gradvis og dør når den er om lag 25 dager gammel. Det viser seg at de ormene som mangler insulinreseptor lever dobbelt så lenge som normale dyr. Insulinreseptoren gjenkjenner insulin og oversetter dette signalet fra omgivelsene til en respons inne i cellen. Cellen vil da justere hvilke gener som er skrudd av og på, og sikre at den til en hver tid er best mulig skodd for å takle de betingelsene den lever under. Når insulinsignaleringen reduseres, øker cellen produksjonen av proteiner som reagerer på stress. Lignende effekter oppnås ved å senke inntaket av næring. Begrenset inntak av kalorier forlenger livet hos flere arter, også i høyerestående dyr, og virker hovedsakelig gjennom denne signalveien. Når forskerne i tillegg fjerner reproduksjonsorganene, øker gjennomsnittlig livslengde til 124 dager.

– Maksimal livslengde øker fra 25 til 180 dager. Disse langlivede dyrene ser dessuten ut til å ha en meget aktiv alderdom. Effekten oversatt til menneskeår, vil gi aktive og friske 500 -åringer! Disse dramatiske funnene illustrerer at livslengde er underlagt genetisk kontroll, blant annet via hormoner slik som insulin. Genetiske studier har etter hvert identifisert mange faktorer, signalveier og gener som påvirker aldringsprosessen, forteller forskeren.

Stress

Hilde Nilsen leder en forskergruppe som arbeider med å forstå hvordan DNA-skader påvirker ulike egenskaper, som livslengde og motstandsdyktighet mot stress.

– Aldring er resultat av et komplekst samspill mellom genetikk og miljø. En miljøfaktor som bidrar til aldring, er såkalt oksidativt stress. Slikt stress er også en medvirkende årsak til kreft og nevrologiske sykdommer som Alzheimer og Parkinsons sykdom.

Når kroppen genererer energi i mitokondriene, cellens kraftverk, dannes det som kalles frie radikaler. Disse molekylene er kjemisk ustabile og angriper ofte arvestoffet i cellen slik at cellen må reparere skadene. Kroppen har et forsvarssystem mot frie radikaler. Det er en gruppe organiske substanser som kalles antioksidanter.

– Oksidativt stress oppstår når produksjonen av frie radikaler overstiger cellens evne til å nøytralisere dem. Mange langlivede rundormer kan tolerere høyt nivå av oksidativt stress. Det tyder på at det finnes en genetisk kobling mellom aldring og oksidativt stress, påpeker hun.

Slår skader av og på

I hver enkelt av våre celler skjer det opp mot 200000 skader på arvestoffet hvert eneste døgn. Forskerne er mest opptatt av de skadene som oppstår spontant, det vil si uten påvirkning fra kjemiske eller fysiske faktorer fra det ytre miljøet.

– Problemet med slike skader er at vi ikke kan tilføre dem på noen enkel måte i laboratoriet uten samtidig å skade proteiner og membraner.

Nilsen og kollegene hennes vil nå lage et system hvor de kan kontrollere at de bare ser effekter av DNA— skader.

– Det var derfor jeg begynte å bruke rundormen. Jeg ville finne en måte å endre stoffskiftet i cellen på, slik at jeg kan lure den til å bygge skader inn i DNA, forteller Nilsen.

Et DNA-molekyl består av to tråder som er tvunnet om hverandre og danner en dobbeltspiral. Trådene er bygd opp av fire byggesteiner, eller baser.

– I samarbeid med mine kolleger, forsøker jeg nå å hemme produksjonen av proteiner som fungerer som renovasjonsarbeidere. Disse proteinene uskadeliggjør skadede byggesteiner. Til det bruker vi teknikker som hindrer produksjon av disse proteinene midlertidig, men uten å endre arvestoffet.

Skader forkorter livet

Nilsens forskningsgruppe har brukt teknikken til å studere hvordan cellene reagerer på en type spontan DNA-skade som dannes når vann i cellen bryter ned DNA. I cellene fins egne reparasjonsproteiner. Disse proteinene er nødvendige for å fortelle cellen at dens DNA inneholder mye skade.

Rundorm som mangler enkelte DNA- reparasjonsgener eldes raskere: De blir slappe, dorske, mister form, får væskeansamlinger i kroppen og de slutter å spise. Nervene og musklene fungerer dårligere; de ligger stille i stedet for å bevege seg raskt rundt på jakt etter mat. Dette er en sterk indikasjon på at skader i arvematerialet vårt bidrar til aldring, påpeker forskeren.

Leve lenger og friskere

I fremtiden vil dette kunne hjelpe oss å forstå hvordan skader i arvematerialet vårt bidrar til at vi får aldersrelaterte sykdommer som Alzheimers og Parkinsons sykdom.

– Vi vil kunne studere samspillet mellom gener og diett og finne ut hvordan ulike typer antioksidanter og andre kosttilskudd påvirker prosessene som regulerer livslengde, og også utvikling av kreft og andre sykdommer som kommer med økende alder. På bakgrunn av dette, ser vi for oss at vi i fremtiden vil kunne sette sammen blandinger av kosttilskudd som forsinker aldringsprosessen slik at vi kan leve lenger, men vel så viktig: gi oss muligheten til en friskere alderdom, konkluderer Hilde Nilsen.

Denne artikkelen er produsert i samarbeid med forskningsmagasinet Apollon.

KLIKK FOR Å FORSTØRRE BILDET

Forsker Hilde Nilsen ved Bioteknologisenteret, Universitetet i Oslo . Foto: FRANCESCO SAGGIO

Juana Bautista fra Cuba fylte ifølge offisielle papirer 125 år 4. februar. Foto: ISMAEL FRANCISCO/AP

Relevante artikler

  1. A-MAGASINET

    Norsk forsker: - Jeg tror vi får et snitt på 120 år snart

  2. A-MAGASINET

    Hva skjer når kroppen angriper seg selv?

  3. VITEN

    Nakenrotta får hverken kreft, demens eller aldringstegn

  4. A-MAGASINET

    Lege Nicolai (33) ønsker å «leve evig». Er det mulig å styre hvor lenge man lever?

  5. A-MAGASINET

    Sannsynligheten for at biologiske søsken blir så like som Andrea (7) og Maylene (5) er svært liten

  6. VITEN

    Under årets OL kan dopingjegerne stå overfor en ny utfordring: gendoping