... Znanstveniki preučili spremembe kromatina pri staranju ... 

... Čmrlje med letom hladi zamahovanje krilc ... 

Skupina raziskovalk in raziskovalcev z Univerze Rockefeller je ustvarila biokemijski atlas, v katerem so popisali spremembe v dostopnosti kromatína s staranjem. Poleg tega so preučili starostne spremembe pri organizaciji DNK pri miših. Največje razlike so opazili pri celicah imunskega sistema, pomemben faktor pri starostnih spremembah pa so bile tudi spolne razlike. Svoja dognanja so objavili v reviji Science.

Staranje je zapleten fiziološki proces, čigar glavni pokazatelj je slabenje bioloških funkcij na ravni celic in tkiv. Na molekulskem nivoju lahko staranje spremljamo prek sprememb kromatina. Kromatin je kompleksen splet molekul, sestavljen iz molekule DNK, ki je ovita okoli osmih proteinov histonov, strukturo pa stabilizirajo dodatni proteini in molekule RNK. Organizacija kromatina vpliva na regulacijo genov, ki so zapisani na molekuli DNK ter posledično na vse procese v celici, vključno s staranjem. Zaradi raznolikih dejavnikov, denimo kemijskih sprememb, je lahko kromatin v jedru celic različno dostopen za vezavo drugih regulatornih molekul, ki so pomembne za delovanje celice. Zmožnost vezave molekul na določeno regijo kromatina pomeni, da je ta del kromatina aktiven in sodeluje v regulaciji celičnih procesov. Aktivnost kromatina se s staranjem zmanjša.

Namen študije je bil proučiti razlike v načinu staranja v različnih tipih celic, denimo mišičnih, jetrnih in celicah kostnega mozga, ter proučiti spremembe na kromatinu v celotnem organizmu. Raziskovalna skupina je proučila 7 milijonov celic 21 različnih vrst tkiv miši. Opazovali so mišje samčke in samičke pri treh različnih starostih, da bi lahko zaznali tako starostne spremembe kot tudi razlike, pogojene z biološkim spolom. V celicah različnih tkiv so primerjali spremembe na kromatinu z metodo encimske analize dostopnega kromatina. Ta temelji na določanju regij kromatina, ki so odprte, torej omogočajo vezavo drugih molekul. Aktivnost različnih regij so primerjali med mišmi različnih starosti in spolov z uporabo statističnih metod. Osredotočili so se na spremembe v staranju različnih tipov celic, razlike v kemijskih modifikacijah kromatina in na spolne razlike.

Kar 25 odstotkov različnih tipov celic je pokazalo znatne starostno specifične spremembe. Pri 40 odstotkih celičnih tipov z znatno spremembo so zaznali tudi spolno pogojene razlike. Večino razlik med spoloma, kar dve tretjini, so zaznali pri celicah imunskega sistema. Razlike so se, denimo, kazale pri aktivaciji imunskih celic, ki je bila obsežnejša pri mišjih samicah kot samcih. Spolne razlike so se kazale tudi pri drugih tipih celic, na primer celicah jeter in ledvic. Podrobna analiza staranja na molekulskem nivoju bi pomagala pri preučevanju avtoimunskih in ledvičnih bolezni, ki so vezane na spol. Poznavanje staranja na molekulskem nivoju bo omogočilo tudi razvoj terapevtskih pristopov za starostno pogojene bolezni.

Čmrlji med lêtom zaradi intenzivnega premikanja kril proizvajajo veliko toplote, kar jih izpostavlja nevarnosti pregrevanja. Ameriška raziskovalna skupina se je vprašala, koliko telesne toplote lahko čmrlji izgubijo zaradi vetriča, ki nastaja zaradi letenja. Izsledke raziskave so objavili v reviji Proceedings of the Royal Society B.

Čmrlji zmorejo leteti pri telesnih temperaturah med 28 in 42 stopinj Celzija, vendar zaradi njihove majhnosti ta temperatura hitro niha, denimo ob premikih s sonca v senco. Zaradi intenzivnega premikanja kril se lahko njihova telesna temperatura dvigne tudi do 35 stopinj Celzija nad temperaturo okolice, zaradi česar so izpostavljeni pregrevanju v toplejših delih leta. Veljalo je, da čmrlje večinoma hladi izhlapevanje vode in sevanje njihovega telesa, tok vetra, ki nastane ob zamahovanju kril, pa naj bi imel zanemarljiv učinek na odvajanje odvečne toplote. Raziskovalna skupina se je osredotočila prav na tok zraka okoli čmrlja in ugotovila, da bistveno pripomore k termoregulaciji žuželke.

Znanstvenice in znanstveniki so severnoameriške čmrlje vrste Bombus impatiens med lebdenjem na mestu opazovali preko računalniškega modela. Za izdelavo čim natančnejše simulacije so morali sprva ugotoviti, kako zrak potuje okoli čmrlja, in kako hitro se ohlaja čmrlje telo. Skupina je tok zraka okoli lebdečih čmrljev vizualizirala s posebno komoro, ki je s stropa spuščala vzporedne tokove pare suhega ledu. Tako so bili v komori vidni ravni sivkasti stolpiči, ki so se ob letečem čmrlju zvrtinčili. Za merjenje hitrosti hlajenja telesa je skupina čmrlja trupelca segrela z gorilnikom in jih postavila v cev, kjer so zračni tokovi oblivali in hladili trup na enak način kot med letom.

Računalniški model je s pomočjo pridobljenih podatkov simuliral čmrlje dveh velikosti, ki letajo v treh različnih okoliških temperaturah na soncu in v senci. Model je raziskovalkam omogočil, da zanemarijo hladilni učinek zračnega toka. Modeli čmrljev so torej zamahovali, a so se zaradi tega zgolj segrevali, ne pa tudi hladili. V takšnih razmerah so se leteči čmrlji obeh velikosti pregreli po minuti in pol. Ob upoštevanju toka zraka so manjši čmrlji pri 35 stopinjah Celzija v senci zmogli leteti neskončno dolgo brez pregrevanja, modeli večjih čmrljev pa nekaj več kot pet minut. Pri še nižjih 25 stopinjah Celzija so simulacije obeh velikosti letele neskončno dolgo tako na soncu kot v senci. Iz rezultatov simulacije je raziskovalna skupina zaključila, da je tok zraka pomemben dejavnik pri ohlajanju žuželčjega telesa. Tovrstne raziskave lahko pripomorejo k razumevanju odpornosti čmrljev na podnebne spremembe in vplivu visokih temperatur na leteče žuželke.

Med preučevanjem staranja se je postaral vajenec Nejc. S krilci se je hladila Boža.