Epigenetické mechanismy a regulace struktury chromatinu
Exprese genů v buněčném jádru je přímo závislá na strukturním uspořádání jaderné DNA. Tato struktura, známá jako chromatin, určuje, které oblasti genomu jsou pro transkripční aparát přístupné a které zůstávají uzavřené. Epigenetické procesy, které tyto změny konfigurace DNA a histonů řídí, podléhají v průběhu stárnutí transformacím, které mají na funkci buněk negativní dopad. Aktuální vědecký výzkum se proto zaměřuje na možnosti, jak epigenetickou krajinu modifikovat a navrátit jí stav odpovídající mladšímu organismu.
Role proteinu SIRT6 v udržování integrity chromatinu
Jedním z klíčových faktorů podílejících se na zachování stability chromatinu je histon deacetyláza SIRT6. Studie využívající komplexní multi-omics přístupy, konkrétně metody ATAC-seq, analýzu methylomu a RNA-seq, prokázala, že stárnutí je v játrech myších samců spojeno se zvýšenou přístupností chromatinu. Tento stav vede k následné regulaci genů spojených se zánětlivými procesy a útlumu metabolických drah.
Výzkumná zjištění týkající se reverzibility změn
Experimentální výsledky ukazují, že nadměrná exprese proteinu SIRT6 dokáže tyto věkem podmíněné změny v organizaci chromatinu zvrátit. S využitím metody ChIP-seq bylo zjištěno, že se zvýšenou přístupností chromatinu během stárnutí souvisí modifikace H3K9ac, nikoliv však H3K56ac. Aplikace SIRT6 pomocí virových vektorů AAV u starších myších samců vedla nejen ke zpomalení těchto procesů, ale i k prokazatelnému obnovení struktury chromatinu do stavu, který odpovídá mladšímu organismu.
Možnosti terapeutické intervence
Výzkum potvrzuje, že cílená úprava epigenetické konfigurace představuje jednu z potenciálních cest pro ovlivnění biologických projevů stárnutí. Vedle metod parciálního reprogramování, které jsou v současnosti nejvíce prostudované, se jako funkční mechanismus jeví právě regulace specifických proteinů, jako je SIRT6, které přímo ovlivňují dostupnost genetické informace pro buněčné procesy. Výsledky naznačují, že navrácení chromatinu do mladistvého stavu je spojeno se snížením zánětlivosti a zlepšením metabolických funkcí tkání.