Dat haarloze, rimpelige knaagdier op de foto hierboven? Het is een naakte molrat, en diep in zijn cellen, zijn moleculaire machinerie kan het geheim inhouden om heel, heel lang te leven.
"Ze zijn een ongelooflijk opvallend voorbeeld van een lange levensduur en weerstand tegen kanker, " zegt Vera Gorbunova, een bioloog aan de Universiteit van Rochester die de langlevende knaagdieren bestudeert, waarvan is aangetoond dat ze tot 28 jaar overleven - een levensduur van acht keer die van muizen van vergelijkbare grootte - en er is nooit ooit waargenomen dat ze kanker ontwikkelen, zelfs niet in de aanwezigheid van carcinogenen.
De afgelopen jaren hebben Gorbunova en haar man Andrei Seluanov de soort, die in ondergrondse kolonies in Oost-Afrika leeft, goed bekeken in de hoop erachter te komen hoe het precies zo lang kan overleven. Zoals onthuld in nieuw onderzoek dat haar team vandaag publiceerde in Proceedings van de National Academy of Sciences, denkt hun team dat ze ten minste een deel van het antwoord hebben gevonden: naakte molratten hebben vreemde ribosomen.
Elk van onze cellen (en trouwens de cellen van elk levend organisme) zet de genetische instructies in ons DNA om in eiwitten - die de algehele werking van een cel regelen - via een proces dat translatie wordt genoemd. Kleine microscopische structuren genaamd ribosomen verwerken deze vertaling, lezen genetische instructies die een bepaald recept specificeren en koelen het eiwit dienovereenkomstig.
De ribosomen in bijna elk meercellig organisme op de planeet bestaan uit twee grote stukken RNA, een genetische substantie vergelijkbaar met DNA. Maar vorig jaar isoleerde een van de studenten van het Rochester-lab RNA uit cellen van de naakte molratten toen hij iets ongewoons opmerkte. Toen hij de RNA-stukken scheidde, zag hij er drie in plaats van twee verschillende stukken ribosomaal RNA te zien.
"Eerst dachten we dat we iets verkeerd deden en dat het beschadigd was geraakt", zegt Gorbunova. "Omdat je voor alle zoogdieren twee zou zien, maar we bleven er drie zien."
Afbeelding via Bob Owen
Nadat verschillende testen hadden bevestigd dat het geen experimentele fout was, besloten ze de mogelijke effecten van deze ongewone structuur nader te bekijken. Ander onderzoek had gesuggereerd dat het kunstmatig onderbreken van het vertaalproces om ribosomen minder nauwkeurig te maken, slecht gebouwde eiwitten kon produceren die zich ophopen en tot celdood leiden, wat de mogelijkheid opwekte dat de ongewone ribosomen van de molratten het tegenovergestelde deden - minder transcriptiefouten produceerden en zich verlengen levensduur. Om het idee te testen, ontwikkelde Gorbunova een manier om te zien hoe nauwkeurig de ribosomen van de molratten waren in het omzetten van genetische instructies in eiwitten.
Het bleek dat deze driedelige structuren, vergeleken met muizenribosomen, vier tot veertig keer minder fouten maakten tijdens het vertaalproces. Op dit moment is het onduidelijk hoe dat precies tot een langere levensduur zou kunnen leiden, maar volgens de onderzoekers speelt het een belangrijke rol.
Toch lijken de knaagdieren te profiteren van andere, niet-gerelateerde mechanismen waarmee ze ongewoon lange levens kunnen leiden. In juni kondigden Gorbunova en Seluanov de ontdekking aan dat de knaagdieren ook een nieuwe cellulaire verbinding produceren die lijkt te voorkomen dat ze kanker krijgen.
Beide mechanismen roepen een voor de hand liggende vraag op: waarom zijn naakte molratten gezegend met deze abnormale, levensverlengende eigenschappen? "Het is niet willekeurig", zegt Gorbunova. "Het heeft te maken met de ecologie van de soort."
Omdat de knaagdieren ondergronds leven, in ultra-sociale kolonies, legt ze uit, zijn ze veel minder vatbaar voor willekeurige sterfgevallen als gevolg van ongevallen of predatie. Het feit dat het risico om willekeurig te sterven zoveel lager is, betekent dat het vanuit een evolutionair oogpunt logischer is om te investeren in cellulaire mechanismen waarmee de wezens langer kunnen leven. Zelfs als een muis driedelige ultra-nauwkeurige ribosomen en kankerbestrijdende stoffen had, met andere woorden, zou hij waarschijnlijk toch binnen een jaar door een roofdier worden gegeten, dus hij had nooit de kans om mechanismen te ontwikkelen waarmee hij leven tot 28.
Maar de naakte molratten deden dat. Gorbunova en Seluanov willen doorgaan met kijken of een van hun speciale mechanismen - levensduur of kankerbestendigheid - in muizencellen kan worden geïntroduceerd, en of ze kunnen leiden tot overeenkomstige verlengingen in de levensduur. Als ze succesvol zijn, hopen ze dat we op een dag misschien zelfs onze eigen levensduur kunnen verlengen door het succes van de naakte molratten te kopiëren.
