Рига: -7.9°С
Неожиданное продление клеточной жизни
Международная научная группа совершила прорыв в понимании процессов, происходящих в организме человека уже после наступления смерти. Результаты их работы, опубликованные в престижном журнале Nature Communications, свидетельствуют о том, что некоторые гены не просто сохраняют активность, но достигают пика ее экспрессии в клетках, которые формально уже считаются мертвыми. Это открытие бросает новый свет на пределы клеточного функционирования и может иметь значительные последствия для трансплантологии и криминалистики.
Согласно базовым представлениям, после остановки сердца и прекращения кровообращения органы и ткани начинают быстро деградировать. Однако данные, полученные исследователями, показывают, что процесс угасания сложен и нелинеен. В живых клетках, еще не утративших свою целостность, некоторые генетические программы продолжают работать, синтезируя необходимые белки, что идет вразрез с традиционным представлением о мгновенной остановке всех жизненных процессов.
Феномен «посмертного транскриптома»
Исследование фокусировалось на анализе транскриптомики — изучении молекул РНК, которые являются промежуточными звеньями между ДНК (геном) и белками. Активность гена измеряется именно по количеству этих РНК-копий. Ученые проанализировали образцы тканей, полученные от доноров в течение почти суток после смерти, чтобы проследить динамику этого процесса.
Было установлено, что пока в клетках сохраняются остатки ферментов, строительных материалов и энергетических молекул, процессы транскрипции — копирования генетической информации — могут продолжаться. Это позволяет некоторым генам, ответственным за определенные клеточные функции, «разогнаться» и достичь максимальной производительности уже в постмортальном периоде.
В ряде тканей, например, в скелетных мышцах или поперечной ободочной кишке, наблюдалось значительное количество активных генов. При этом в других органах, таких как селезенка или кора головного мозга, подобная активность была минимальной или отсутствовала вовсе. Эта тканевая специфика подчеркивает неоднородность процессов клеточной деградации.
Гены, работающие против времени
В ходе анализа был выявлен набор генов, чья активность не только сохранялась, но и возрастала после прекращения кровообращения. Некоторые исследователи ранее уже называли этот набор «танатотранскриптомом», однако новое исследование в Nature Communications предоставило более детальную картину его динамики и масштаба.
Понимание того, какие именно белки производятся в этот период и с какой скоростью, критически важно. Например, гены, отвечающие за поддержание клеточного стрессоустойчивости или, наоборот, за запуск процессов, необратимо ведущих к клеточной смерти, могут демонстрировать всплеск активности. Этот временной лаг, когда клетка еще «работает», но организм уже мертв, представляет огромный научный интерес.
Сохранение и даже усиление работы определенных генетических путей после смерти организма требует пересмотра временных рамок, используемых в оценке жизнеспособности тканей, и в нашем понимании самого момента клеточной гибели.
Практическое применение открытия
Первостепенное значение это открытие имеет для медицины, в частности, для трансплантологии органов. Скорость и характер посмертных генетических изменений напрямую влияют на качество донорских органов и вероятность их успешного приживления. Если удается лучше понять, какие гены и белки активно синтезируются в органе в первые часы после изъятия, можно разработать более эффективные методы консервации и транспортировки.
Второй важной областью применения является судебная медицина. Криминалисты давно используют посмертные изменения для определения времени смерти (post-mortem interval, PMI). Традиционные методы часто зависят от внешних факторов, таких как температура окружающей среды. Изучение паттернов активности генов может предоставить новый, более точный молекулярный маркер для определения времени смерти, особенно в первые часы, когда внешние признаки могут быть неинформативны.
Хотя Латвия и не была упомянута как центр данного конкретного исследования, мировое научное сообщество, включая исследователей в Прибалтике, пристально следит за публикациями в ведущих журналах, поскольку фундаментальные открытия в области молекулярной биологии имеют универсальное значение. Подобные работы могут стимулировать локальные научные группы к поиску аналогичных маркеров с учетом региональных условий.
Перспективы дальнейших исследований
Ученые теперь ставят перед собой задачу определить точный «срок годности» этой посмертной генетической активности. Как долго продержатся самые стойкие гены? Какие внешние и внутренние факторы ускоряют или замедляют этот процесс в разных типах тканей? И самое главное — можно ли вмешиваться в этот процесс, искусственно «выключая» нежелательную посмертную экспрессию генов или, наоборот, поддерживая полезную?
Открытие, сделанное благодаря публикации в Nature Communications, заставляет рассматривать процесс смерти не как мгновенный обрыв, а как длительный, многоступенчатый каскад, где даже после угасания центральных систем организма, отдельные молекулярные механизмы продолжают работать по инерции, раскрывая новые, ранее невидимые грани биологии.
Следите за новостями на других платформах: