Biotech

Mekanismo ng ‘Biostasis’ ng Water-Bear na Maaaring Magtagumpay sa Pagsulong ng Longevity ng Tao

mm
Published
Updated
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Biostasis at ang Hindi Mapatay na Water Bears

Sa pag-aaral ng biyolohiya at medisina, ang mga mananaliksik ay laging interesado sa pagtuklas ng ano ang tila “nawawala” sa iba pang mga species sa tao. Kasama na dito, halimbawa, ang resistensya ng pating sa kanser, immortal jellyfish, ang epekto ng pagpapababa ng kalorya sa mga daga at unggoy, at ang mga kakayahan ng pagpapanumbalik ng mga reptilya.

Ang isa pang hayop na nagbigay ng interes sa mga mananaliksik sa loob ng maraming dekada ay ang “water bear,” “moss-piglets,” o tardigrade. Ito ay isang grupo ng 1,100 species na malapit sa arthropods (insekto, crustaceans). Sila ay napakaliit, hindi bababa sa 1mm / 0.04 pulgada sa sukat, at naninirahan sa mga kapaligiran na mayaman sa tubig sa buhangin, mosses, mga bulaklak na halaman, at sa tubig na sariwa at asin.

biostasis

Source: Britannica

Ang nagbibigay ng katanyagan sa mga tardigrade ay ang kanilang labis na resistensya sa mga labis na kondisyon ng kapaligiran. Sila ay maaaring maglagay ng kanilang sarili sa isang estado ng biostasis, o “tun” state, kung saan ang kanilang metabolism ay hindi bababa sa 0.01% ng sa normal na kondisyon.

Ang kakayahan na ito upang pumasok sa biostasis ay nagbibigay sa mga tardigrade ng labis na resistensya sa desiccation, na nagpapahintulot sa kanila na maghintay ng maraming taon at kalaunan ay mga dekada hanggang sa magbalik ang tubig.

Napakita rin na sila ay maaaring mabuhay sa isang vacuum sa loob ng 8 araw at 3 araw sa isang oxygen-free helium atmosphere. Ang mga specimen ay nakaligtas din sa mga temperatura na mababa sa −272 °C / −458 °F sa loob ng ilang oras, na mababa sa −190 °C / −310 °F (liquid air) sa loob ng 21 buwan, at na mataas sa 148 °C / 300 °F.

Kaya, hindi ito nakakagulat na kung ang isang bahagi ng kahanga-hangang resistensya sa pamamagitan ng biostasis ay maaaring maiaplay sa tao, ito ay maaaring magbago nang radikal sa kalusugan ng tao at marahil sa longevity.

Proteina ng Biostasis

Ang mga mananaliksik na sina Silvia Sanchez-Martinez at Thomas Boothby sa University of Wyoming ay nakatuklas na ang resistensya ng mga tardigrade ay maaaring dahil sa mga partikular na proteina na tinatawag na CAHS (Cytoplasmic Abundant Heat Soluble).

Sa isang kamakailang inilathalang papel na may pamagat na “Labile assembly of a tardigrade protein induces biostasis,” ipinakita nila na ang mga bagong natuklasang proteina ay nagiging sanhi ng pagpabagal ng metabolismo, na tumutulong sa mga tardigrade na magpatuloy sa mga kondisyon ng kapaligiran na labis na malupit upang mabuhay nang walang biostasis.

Ang pagtuklas na ito ay nagtataguyod sa mga naunang pag-aaral na ginawa ng mga mananaliksik na pareho, na ipinakita na ang mga proteina ng tardigrade ay maaaring gamitin upang panatilihin at pangalagaan ang produkto ng parmasya na human blood clotting Factor VIII sa temperatura ng silid.

Pag-unawa sa mga Proteina ng Biostasis

Ang pag-aaral ay sinusubukang maunawaan ang ilang mga bagay tungkol sa mga proteina. Una, ito ay sinusubukang maunawaan ang sequence ng proteina na responsable sa mga epekto nito. Pangalawa, ito ay sinusubukang maunawaan kung paano ito nagtatrabaho.

Nakita nila na ang mga proteina ng CAHS ay maaaring bumuo ng isang gel-like na estruktura. Kapag pinaghiwa-hiwalay ito, ang gel na ito ay maaaring bumalik sa isang likidong estado. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga proteina ng CAHS ay mayroong isang “dumbbell” 3d configuration, at binubuo ng tatlong bahagi.

Ang mga kakayahan ng pagbubuo ng gel ay karaniwang nauugnay sa β sheet na may β-sheet 3D structures interactions, na humahantong sa pagbubuo ng mga kumplikadong, tube-like na estruktura.

Sa kabuuan, ang gel na nabuo ng mga proteina ng CAHS ng mga tardigrade ay nagpapabagal ng metabolismo ng selula mula sa loob. Ipinakita rin nila na ang pagpabagal ng metabolismo, at walang iba pang epekto, ay responsable sa pagtaas ng rate ng pagbalik.

 

 

 

 

Pag-aplay ng Resilience ng Tardigrade sa pamamagitan ng Biostasis sa Tao

Proteina ng CAHS sa mga Selula ng Tao

Ang mga mananaliksik ay nag-engineer ng henetiko ng mga selula ng tao na lumalaki sa laboratoryo upang mag-produce ng isang proteina ng CAHS. Ang mga selulang ito ay nagpakita ng isang pagtaas sa rate ng pagbalik kapag nakaharap sa osmotic stress.

Ipinakita rin nila na ang mga interaksiyon ng β-sheet at ang mga kakayahan ng pagbubuo ng gel ay responsable rin sa pagtaas ng resistensya ng mga selula ng tao.

Sa huli, ipinakita nila na ang biostasis na na-induce ng mga proteina ng tardigrade sa mga selula ng tao ay reversible rin sa tao.

Mga Aplikasyon sa Anti-Aging

Ang pagtanda ay madalas na nauugnay sa mga aktibidad ng metabolismo at oksidasyon. Lalo na kapag pinagsama sa mga stres ng selula na dulot ng mga kemikal, pollutant, o pangkalahatang masamang kondisyon ng kapaligiran.

Ito ay itinuturing na isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit ang pagpapababa ng pagkain ay nakakatulong sa pagtaas ng longevity ng maraming organismo.

Yayamang tila ang mga proteina ng CAHS ay maaaring magpabagal ng metabolismo sa oras ng stres, ito ay maaaring tumulong sa pagbawas ng isa sa mga pangunahing sanhi ng pagtanda.

Mga Aplikasyon sa Biotech

Medisina

Ang isa pang potensyal na aplikasyon ng mga proteina ng CAHS ng mga tardigrade ay sa pagpapanatili ng mga biomolekula ng parmasya at mga selula na nakaimbak. Ang mga bagay na dating ginawa para sa human blood clotting Factor VIII ay maaaring maiaplay sa mga medikal na paggamot na iba’t iba tulad ng mga bakuna ng mRNA, mga selula ng stem, mga hormone, mga gamot, at iba pa.

Potensyal na, ang mga pagkain ay maaaring makinabang din sa mga proteina na ito upang pataasin ang kanilang shelf life nang walang pagyeyelo o refrigerasyon.

Pagsasaka

Yayamang ang mga proteina ng CAHS ay nagbibigay ng malakas na proteksyon laban sa desiccation, ito ay maaaring gamitin din upang pataasin ang resistensya ng mga pananim laban sa tagtuyot. Ang karagdagang resistensya sa mga labis na temperatura ay maaaring maiaplay rin sa mga halaman hanggang sa isang antas.

Sa mga pagtataya na ang pagbabago ng klima ay maaaring lalong lumubha sa problema ng tagtuyot, ito ay maaaring maging isang makabuluhang bagong lugar ng aplikasyon para sa mga kompanya tulad ng Bayer upang lumikha ng mga pananim na resistente sa tagtuyot sa pamamagitan ng henetikong inhenyeriya, na idinagdag sa kanilang umiiral na roster ng mga pananim na henetikong inayos at mga pagsisikap sa pag-edit ng genome.

Mga Kompanya ng Anti-Aging at Longevity

1. MeiraGTx Holdings

(MGTX )

Ang MeiraGTx ay isang kompanya ng terapiya ng gene na may pagtuon sa pagtanda at paggamit ng adeno-associated virus (AAV) bilang vector para sa paghahatid ng mga gene. Ang pagtuon sa AAV ay nagpapahintulot sa kompanya na lumikha ng mga terapiya na napakagamitin para sa iba’t ibang mga patolohiya at mga uri ng selula.

“Slight differences in capsid proteins can modulate the efficiency with which different capsids deliver genes to different cells, thus allowing different AAV capsids to be selected to most effectively target particular cell types.”

Ang teknolohiya ay mayroong isang on/off “riboswitch” na nag-activate ng gene na idinagdag sa katawan ng pasyente sa pamamagitan ng demand, na nagbibigay ng isang napakataas na antas ng kontrol sa terapiya ng gene.

mm

Jonathan ay isang dating mananaliksik sa biochemistry na nagtrabaho sa genetic analysis at clinical trials. Ngayon, siya ay isang stock analyst at finance writer na may pagtuon sa innovation, market cycles, at geopolitics sa kanyang publication The Eurasian Century.