Cosa succede ai geni dopo la morte

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Alcune cellule rimangono attive per giorni o addirittura settimane dopo la morte del corpo.

Come è stata studiata questa domanda

Prima di diventare noi stessi, prima di avere un cervello, le nostre cellule stanno già lavorando attivamente: si dividono, si differenziano, formano "mattoni", che verranno poi ripiegati in un intero organismo. Ma si è scoperto che non solo ci anticipano, ma ci sopravvivono anche.

Tutto è iniziato con gli studi sul Thanatotranscriptome: geni espressi attivamente dopo la morte dell'organismo dalla genetica Alexander Pozhitkov. Nel 2009, si è impegnato a studiare l'RNA dei pesci zebra dopo la loro morte. Gli embrioni di questi pesci tropicali sono trasparenti e ideali per l'osservazione, motivo per cui vengono conservati in molti laboratori. Pozhitkov ha messo il pesce in acqua ghiacciata, che ha portato alla loro morte, e poi li ha restituiti all'acquario con la loro solita temperatura dell'acqua - 27, 7 ℃.

Nei quattro giorni successivi, ha preso diversi pesci dall'acquario, li ha congelati in azoto liquido e ha studiato il loro RNA messaggero (mRNA). Queste molecole filamentose sono coinvolte nella sintesi delle proteine. Ogni filamento di mRNA è una copia di un pezzo di DNA. Poi Pozhitkov ha anche studiato l'mRNA dei topi.

Insieme al biochimico Peter Noble, ha analizzato l'attività dell'mRNA dopo la morte e ha scoperto un fatto sorprendente. Sia nei pesci che nei topi, la sintesi proteica è diminuita, come previsto. Tuttavia, a giudicare dalla quantità di mRNA, il processo di trascrizione (il trasferimento di informazioni genetiche dal DNA all'RNA) è amplificato in circa l'1% dei geni.

Alcuni geni hanno continuato a funzionare anche quattro giorni dopo la morte dell'organismo.

Altri scienziati hanno esaminato campioni di tessuto umano e scoperto centinaia di geni che rimangono attivi dopo la morte. Ad esempio, dopo quattro ore, l'espressione (cioè la conversione dell'informazione ereditaria in RNA o proteina) del gene EGR3, che stimola la crescita, è aumentata. L'attività di altri geni è fluttuante, incluso CXCL2. Codifica per una proteina che segnala ai globuli bianchi di viaggiare verso il sito di infiammazione durante l'infezione.

Questo non è solo il risultato del completamento di diverse trascrizioni geniche a velocità diverse, afferma il direttore dello studio Pedro Ferreira. Un qualche tipo di processo regola attivamente l'espressione genica postuma.

Dopo la morte di un organismo, le prime a morire sono le cellule più importanti e ad alta intensità energetica: i neuroni. Ma le cellule periferiche continuano a svolgere il loro lavoro per giorni o addirittura settimane, a seconda della temperatura e del grado di decomposizione del corpo. I ricercatori sono riusciti a recuperare cellule simili ai fibroblasti dalla pelle di capra refrigerata fino a 41 giorni di morte animale per estrarre colture cellulari vive dalle orecchie di capra 41 giorni dopo la morte dell'animale. Erano nel tessuto connettivo. Queste cellule non richiedono molta energia e sono sopravvissute per 41 giorni in un normale frigorifero.

A livello cellulare, la morte di un organismo non ha importanza.

Non è ancora noto cosa causi esattamente l'espressione genica postuma. Infatti, dopo la morte, ossigeno e sostanze nutritive cessano di fluire nelle cellule. Un nuovo studio di Noble e Pozhitkov, Modelli di sequenza distinti nel trascrittoma post-mortem attivo, può far luce su questa domanda.

Utilizzando i dati originali di pesci e topi, Noble ha scoperto che l'mRNA attivo dopo la morte era diverso dagli altri mRNA nelle cellule. Circa il 99% dei trascritti di RNA nelle cellule viene rapidamente distrutto dopo la morte dell'organismo. Il restante 1% contiene alcune sequenze nucleotidiche che si legano a molecole che regolano l'mRNA dopo la trascrizione. Questo è probabilmente ciò che supporta l'attività del gene postumo.

Gli scienziati ritengono che questo meccanismo faccia parte della risposta cellulare quando il corpo può riprendersi da gravi lesioni. È possibile che le cellule in agonia stiano cercando di "aprire tutte le valvole" in modo che alcuni geni possano essere espressi. Ad esempio, i geni che rispondono all'infiammazione.

Perché è importante

Comprendere i meccanismi alla base dell'attività genica post mortem influenzerà i trapianti di organi, la ricerca genetica e la medicina legale. Ad esempio, Pedro Ferreira ei suoi colleghi sono stati in grado di determinare con precisione il momento della morte di un organismo, basandosi solo su cambiamenti postumi nell'espressione genica. Questo può essere utile quando si indaga su omicidi.

Tuttavia, in questo esperimento, gli scienziati sapevano che i tessuti in studio appartenevano a donatori senza patologie e venivano conservati in condizioni ideali. Nella vita reale, molti fattori possono influenzare la trascrizione dell'RNA, dalle malattie del corpo alla temperatura ambiente e al tempo trascorso prima del campionamento. Finora, questo metodo di ricerca non è pronto per l'uso in procedimenti legali.

Noble e Pozhitkov credono che queste scoperte saranno utili anche nei trapianti di organi.

Gli organi dei donatori sono fuori dal corpo per qualche tempo. Forse l'RNA in essi inizia a inviare gli stessi segnali del caso della morte. Secondo Pozhitkov, ciò potrebbe influire sulla salute dei pazienti che hanno ricevuto un nuovo organo. Hanno una maggiore incidenza di cancro rispetto alla popolazione generale. Forse il punto non è nei farmaci che sopprimono il sistema immunitario che devono assumere, ma nei processi post mortem nell'organo trapiantato. Non ci sono ancora dati esatti, ma i ricercatori stanno considerando di conservare gli organi per il trapianto non al freddo, ma su supporto vitale artificiale.