gen

De calorieconsumptie beperken, is een goede manier gebleken om veroudering tegen te gaan. Onderzoekers hebben nu genen geïdentificeerd die wanneer ze uitgeschakeld worden hetzelfde effect hebben als een beperking van de calorieconsumptie: de ouderdom wordt afgeremd. De resultaten kunnen wel eens leiden tot de ontwikkeling van medicijnen tegen ouderdom.

De onderzoekers kwamen de genen op het spoor met behulp van een computeralgoritme. “De meeste algoritmes proberen doelwitten te vinden voor medicijnen die cellen doden en zo kanker of bacteriële infecties bestrijden,” legt onderzoeker Keren Yizhak uit. Het algoritme van Yizhak en collega’s doet iets heel anders. Het is niet op zoek naar plekken waar medicatie naartoe moet om cellen te doden, maar plekken waar medicatie naartoe moet om zieke cellen om te zetten in gezonde cellen.

Hoe werkt het precies?
De onderzoekers beschrijven de processen die zich in levende cellen afspelen met behulp van wiskundige vergelijkingen en computers. De modellen die daaruit rollen, zijn eigenlijk een soort digitale laboratoria: met één muisklik kunnen bijvoorbeeld de omstandigheden in de cellen worden aangepast en geobserveerd worden welke gevolgen die veranderingen hebben. Het algoritme dat Yizhak ontwikkelde, kan informatie over twee willekeurige stofwisselingstoestanden verzamelen en vervolgens voorspellen welke genetische veranderingen of veranderingen in de omgeving nodig zijn om van de ene toestand op de andere over te stappen. Yizhak liet dit algoritme vervolgens los op genen die verband houden met ouderdom. Zo liet ze het algoritme voorspellen welke genen uit moeten worden geschakeld om de genexpressie van oud gist te laten lijken op dat van jong gist.

Waarom gist

Onderzoekers werken graag met gist, omdat een groot deel van het DNA van gist ook in mensen te vinden is. Dat maakt gist tot een heel geschikt genetisch model.

Het resultaat
Yizhak kwam zo genen op het spoor waarvan we al weten dat ze de levensduur van gist verlengen wanneer ze worden uitgeschakeld. Maar ook werden er zeven andere genen ontdekt die hierbij een rol spelen. Deze genen zijn uitgebreid getest. Onderzoekers schakelden ze in echt gist uit. Twee genen bleken – wanneer uitgeschakeld – inderdaad te leiden tot een langere levensduur van gist. Het uitschakelen van deze twee genen had dus hetzelfde effect als caloriebeperking. Hoe kan dat? Onderzoek toont aan dat uitschakeling van deze genen resulteert in iets meer stress. Net zoals een beperking van de calorieën dat doet.

Heeft dit onderzoek ook nog implicaties voor mensen? Zeker. Yizhak liet het algoritme ook los op informatie over de menselijke stofwisseling en stuitte ook toen op een aantal genen die oude cellen konden transformeren. Helaas is het nog niet mogelijk om middels proeven te achterhalen of deze genen dat effect ook daadwerkelijk op mensen hebben. Wel blijken er genen tussen te zitten waarvan we weten dat ze de levensduur van gist, wormen en muizen kunnen verlengen. Yizhak wil nu gaan achterhalen of andere genen die het algoritme opmerkte datzelfde effect op muizen hebben. En wie weet leidt het uiteindelijk tot medicijnen die deze genen aanpakken en ervoor zorgen dat mensen langer leven. De informatie kan tevens gebruikt worden om medicatie te vinden tegen aandoeningen die met de stofwisseling te maken hebben, denk aan obesitas, diabetes en kanker.