Een nieuw onderzoek van het King’s College in Londen suggereert dat chromatine beter bestand is tegen veroudering dan eerder werd gedacht. Hoewel veranderingen die te maken hebben met veroudering de eiwitten aantasten, blijft de algehele structuur van het chromatine intact, al worden interacties met enzymen wel verstoord. Deze ontdekking kan toekomstige behandelingen tegen veroudering mogelijk verbeteren door vast te stellen wanneer slijtage onomkeerbaar wordt.
Alvast 5 van de belangrijkste punten
- Chromatine is mogelijk beter bestand tegen veroudering dan gedacht. Interacties met enzymen kunnen wel verstoord raken.
- De structuur van chromatine blijft intact, ondanks veranderingen in eiwitten. Dit biedt mogelijkheden voor toekomstige anti verouderings behandelingen.
- Het onderzoek toont aan dat het lichaam slijtage kan weerstaan. Dit benadrukt kwetsbare gebieden in het verouderingsproces.
- Veroudering veroorzaakt chemische veranderingen in histon eiwitten. Deze veranderingen kunnen de functie van eiwitten beïnvloeden.
- Het team bouwde kunstmatig verouderd chromatine in een reageerbuis. Dit om de effecten van veroudering te bestuderen.
Dit onderzoek kan in de toekomst bijdragen aan de ontwikkeling van effectievere behandelingen tegen veroudering.
Het verouderingsproces van het lichaam is mogelijk veerkrachtiger dan eerder gedacht, aldus een nieuwe studie.
Gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society, suggereert het onderzoek van wetenschappers aan het King’s College in Londen en hun collega’s dat chromatine, het complex van DNA en eiwitten dat het genoom van elke cel huisvest, beter bestand is tegen veroudering dan eerder werd aangenomen. Deze ontdekking kan helpen verklaren hoe het lichaam de onvermijdelijke slijtage van veroudering weerstaat, terwijl het ook gebieden belicht waar het mogelijk kwetsbaarder is. Deze inzichten kunnen de weg vrijmaken voor toekomstige behandelingen tegen veroudering in het hele lichaam.
Verklarende woordenlijst
- Chromatine: Complex van DNA en eiwitten in de celkern.
- Histon: Eiwit dat helpt bij het organiseren van DNA in de celkern.
- Genoom: De complete set van genetisch materiaal van een organisme.
- Enzymen: Stoffen die biochemische reacties in het lichaam versnellen.
- Dalton: Eenheid van massa voor atomaire schaal objecten.
Chromatine en veroudering
Dokter Luis Guerra legt uit: “Experiment na experiment liet zien dat chromatine de aanwezigheid van deze slijtage vrij goed tolereerde. Maar toen we inzoomden en biochemische processen onderzochten die rechtstreeks gericht waren op deze verouderde gebieden die we introduceerden, zagen we enorme effecten.”
Eiwitten veranderen, net als de rest van het lichaam, wanneer ze verouderen. Dit geldt vooral voor de histon eiwitten die chromatine vormen, die mogelijk ongeveer 100 dagen “leven” voordat ze worden aangevuld en vervangen. Tijdens hun levensduur worden eiwitten uitgerekt en vervormd, of ervaren ze processen die vergelijkbaar zijn met roesten. Deze schade resulteert in natuurlijk voorkomende chemische veranderingen aan het eiwit, post translationele modificaties of PTM’s genoemd.
Bouwen en testen van kunstmatig verouderd chromatine
Door de fysieke en chemische structuren van een eiwit te veranderen, kunnen deze processen de functie ervan veranderen en er zelfs toe leiden dat het faalt. In sommige gevallen kan dit falen leiden tot ziekten zoals kanker, maar de mechanismen van hoe dit precies gebeurt, zijn vaak onduidelijk. Bovendien, omdat natuurlijke veroudering langzaam verloopt, kan het moeilijk zijn om dit proces in eiwitten in het lichaam te bestuderen.
Om de basis bloot te leggen van hoe eiwitten slijtage ervaren naarmate ze verouderen, bouwde het team chemisch chromatine in een reageerbuis in twee verschillende stadia van zijn levenscyclus: recent gevormd en zeer oud, waarbij de laatste een PTM bevatte die geassocieerd is met veroudering. Met ongeveer 3 miljoen dalton, een eenheid van massa voor objecten op atomaire schaal zoals atomen, is het team van mening dat deze chromatine modellen met littekens van veroudering de grootste in hun soort zijn.
Ze ontdekten dat het verouderingsproces zeer uiteenlopende effecten had. Ondanks extreme lokale veranderingen aan het eiwit veroorzaakt door verouderingsgerelateerde PTM’s, leken de algehele structuur en integriteit van chromatine onaangetast. Enzymen die er normaal gesproken mee interageren, konden deze verouderde gebieden echter niet langer herkennen als chromatine en functioneerden niet meer.
Implicaties voor toekomstige behandelingen tegen veroudering
Dokter Luis Guerra legt uit: “Dit suggereert dat chromatine, dat de structuur van DNA bepaalt, robuuster is dan we dachten. Dit zou kunnen betekenen dat de functionele integriteit van bepaalde delen van het lichaam behouden kan blijven totdat die defecte onderdelen kunnen worden gerepareerd of vervangen.”
“Dit was een enorme verrassing voor ons. Experiment na experiment liet zien dat chromatine de aanwezigheid van deze slijtage vrij goed tolereerde. Maar toen we inzoomden en biochemische processen onderzochten die rechtstreeks gericht waren op deze verouderde gebieden die we introduceerden, zagen we enorme effecten.”
“Dit suggereert dat chromatine, dat de structuur van DNA uitzet, robuuster is dan we dachten. Denk aan een oude computer, hoewel deze misschien niet de nieuwste grafische kaart of processor heeft, kan dit modulaire stuk gereedschap nog steeds op het web surfen. Het heeft misschien zelfs een volledig gefrituurde geluidskaart, maar in de kern functioneert het nog steeds als een computer. Dit zou kunnen betekenen dat de functionele integriteit van bepaalde delen van het lichaam behouden kan blijven totdat die defecte onderdelen kunnen worden gerepareerd of vervangen.”
Door chemisch verouderde biomoleculen zoals eiwitten te bouwen en te werken aan het identificeren van het kantelpunt van wanneer slijtage de functie van chromatine en andere complexe cellulaire componenten onherstelbaar belemmert, hoopt het team toekomstige generaties apothekers in staat te stellen effectievere behandelingen tegen veroudering te ontwikkelen.
Geraadpleegde bronnen:
- DOI: 10.1021/jacs.4c14136 “Semisynthesis of Isomerized Histone H4 Reveals Robustness and Vulnerability of Chromatin toward Molecular Aging” door Tianze Zhang, Luis F. Guerra, Yana Berlina, Jon R. Wilson, Beat Fierz en Manuel M. Müller, 2 februari 2025, Journal of the American Chemical Society. Met dank aan SciTechDaily.com
Veelgestelde vragen
Wat is chromatine?
Chromatine is een complex van DNA en eiwitten in de celkern. Het is verantwoordelijk voor het organiseren van het DNA en het reguleren van genexpressie.
Waarom is chromatine belangrijk bij veroudering?
Chromatine ondergaat veranderingen tijdens het verouderingsproces. Deze veranderingen kunnen de functie van cellen beïnvloeden en bijdragen aan verouderings gerelateerde ziekten.
Wat zijn histonen?
Histonen zijn eiwitten die een belangrijke rol spelen bij de structuur van chromatine. Ze helpen bij het oprollen en compact maken van DNA.
Wat zijn PTM’s (post-translationele modificaties)?
PTM’s zijn chemische veranderingen die plaatsvinden aan eiwitten na hun aanmaak. Ze kunnen de functie van eiwitten beïnvloeden en een rol spelen bij veroudering.
Wat zijn de implicaties van dit onderzoek voor anti verouderings behandelingen?
Het onderzoek suggereert dat chromatine robuuster is dan eerder gedacht. Dit kan leiden tot nieuwe strategieën voor het ontwikkelen van behandelingen die de effecten van veroudering tegengaan.
