노화 와 재생 분야의 생물학자는 조직 항상성의 유지에 연루된 이 두 개의 복잡한 프로세스의 기계장치를 이해하는 것을 목표로 합니다.

노화, 또는 "노화,"세포 형태의 악화및 시간이 지남에 따라 기능의 손실을 포함, 재생은 노인 또는 손상된 세포의 교체를 참조하는 반면. 우리 몸의 조직은 노화와 재생 사이의 섬세한 균형에서 유지됩니다. 우리의 조직의 대부분은 유한 한 수명을 가지고 있지만, 그들 중 일부는 완전히 부상 후 재생할 수있는 능력을 가지고.

이 비디오는 이 분야의 주요 발견, 현재 조사 중인 중요한 질문 중 일부, 이러한 질문에 답하는 데 사용되는 일부 어필, 이러한 개념의 몇 가지 특정 실험실 응용 프로그램을 강조하여 역사에 대해 간략하게 설명합니다.

현재 실험이 수행되고 있다는 이야기를 하기 전에 노화 및 재생 연구 역사에서 중요한 발견을 살펴보겠습니다.

조직 재생의 첫번째 관측은 약 350 B.C., 아리스토텔레스가 도마뱀이 절단된 후에 그들의 꼬리를 재생할 수 있었다는 것을 주의했을 때.

18세기에 조직 재생은 연구의 화제가 되었고, R. A. Ferchault de Réaumur, 아브라함 트렘블리, 라자로 스팔라즈자니 등 3명의 과학자들이 가재, 히드라 및 뉴트에서 각각 상세한 조직 재생 연구를 수행했습니다.

주류 과학자는 다음 세기 동안 재생 현상에 덜 관심이 되었다, 하지만 1900 년대 초에 관심 노화의 관련 분야에서 축적 하기 시작. 알렉시스 카렐, 프랑스 외과 의사및 생물학자, 문화에서 성장 하는 세포는 불멸 하 고 무기한 분할 수 있습니다 제안. 그러나, 다른 과학자들은 자신의 주장을 복제 할 수 없습니다.

1961년, 레너드 헤이플릭과 폴 무어헤드는 캐럴이 주장한 것과는 달리, 문화에서 자란 정상 세포가 40~60번 의 유한한 횟수에 대한 분열을 겪고 있으며, 그 후 노화 단계에 진입한다는 것을 보여주었습니다. 제한된 세포 분열의 이 현상은 "Hayflick 한계"로 알려지게 되었습니다.

이 한계를 위한 기계장치의 첫번째 힌트는 1973년에, 소련 생물학자 알렉세이 Olovnikov가 DNA 복제 기계가 텔로미어에게 불린 염색체의 끝을 완전히 복제할 수 없다는 것을 인식했을 때, 왔습니다. 그는 건강하고 암세포에 있는 텔로미어 길이를 유지하기 위하여 기계장치의 존재를 예측했습니다.

1984년 후반, 엘리자베스 블랙번, 캐롤 그레이더, 잭 조스타크는 이 메커니즘이 텔로머라아제라는 효소와 관련이 있음을 발견했습니다. 그(것)들은 텔로머라아제가 염색체의 3'끝에 반복적인 순서의 추가를 책임 있다는 것을 보여주었습니다, DNA 폴리머라제는 염색체 끝을 완전히 복제하는 것을 허용할 것입니다. 블랙번, 그레이더, 조스타크는 2009년 이 발견으로 노벨상을 수상했다.

이제 노화와 재생과 관련된 몇 가지 발견을 검토했습니다.

조사되는 한 가지 중요한 질문은 세포가 어떻게 나이를 까요? 세포 노화의 지배적인 이론은 자유 라디칼 이론이라고합니다. 아이디어는, 미토콘드리아에게 불린 세포 세포기관이 산화 호흡을 실행할 때, 반응성 산소 종, 또는 ROS로 알려져 있는 부산물이 형성된다는 것입니다. 이러한 분자의 과잉 생산은 미토콘드리아 자신과 내피 망상과 같은 세포기관의 기능을 변화시키고 핵 DNA에 손상을 일으킬 수 있는 산화 스트레스를 유발합니다. 과학자들은 이러한 발생의 배후에 있는 메커니즘을 발견하는 데 관심이 있습니다.

묻는 또 다른 질문은 : 유기체의 수명에 영향을 미치는 생리적 및 환경 요인은 무엇입니까? 몇몇 연구원은 유기체의 수명에 환경 변경, 예를 들면 열량 제한의 효력을 분석하기 위하여 노력합니다. 다른 연구자들은 노화 과정을 조절하는 유전자와 생화학적 경로를 식별하는 데 관심이 있습니다.

마지막으로, 과학자들은 또한 조직이 부상 후 자발적인 재생을 겪는 방법을 이해하려고 노력하고 있습니다. 성인 줄기 세포로 알려진 특수 세포는이 과정에서 중요한 것으로 밝혀졌으며 일부 연구자들은 부상 후 이러한 세포의 역학에 대해 호기심을 가지고 있습니다. 임상 관점에서, 과학자는 이 세포가 퇴행성 무질서를 위한 치료에 어떻게 사용될 수 있는지 조사에 관심이 있습니다.

이제 현장에서 묻는 질문 중 일부를 알고 있으므로 과학자들이 이러한 질문에 대답하기 위해 사용하는 다양한 연구 도구를 살펴보겠습니다.

세포의 나이를 측정하는 방법 중 하나는 텔로미어 길이 및 텔로머라아제 활성을 결정하는 것입니다. 이 두 매개변수는 중합효소 연쇄 반응 또는 PCR을 사용하여 측정될 수 있다.

과학자들은 또한 β 갈라토시다아제와 같은 노화 세포의 확립 된 마커를 검사합니다. 이것은 생화학적인 분석을 사용하여 세포를 염색하고 현미경의 밑에 그(것)들을 관찰하여 행해질 수 있습니다.

유기체의 수명에 영향을 미치는 요인을 검사하기 위해 과학자들은 종종 벌레 나 파리와 같은 무척추 동물 모델 유기체를 사용합니다. 이러한 모델 유기체와 장점은 상대적으로 짧은 세대 시간, 그리고 간단한 실험실 설정에서 성장 하는 그들의 능력. 또한, 유전 조작은 과학자가 노화와 장수의 과정에서 유전자의 역할을 검토하는 것을 돕는 이 유기체에서 쉽게 수행될 수 있습니다.

마지막으로, 조직 재생에 있는 성인 줄기 세포의 역할은 몇몇 접근을 사용하여 공부될 수 있습니다. 예를 들면, 과학자는 조직 재생으로 이 세포를 추적할 수 있는 특정 마커를 가진 표적 조직에 있는 성인 줄기 세포를 표지할 수 있습니다. 때때로, 연구원은 상해 다음 복구에 있는 그들의 역할을 공부하기 위하여 손상된 조직에 이 다능한 줄기 세포를 직접 주입합니다.

노화 및 조직 재생 분야에서 사용되는 몇 가지 방법을 알고 있기 때문에 이러한 방법의 몇 가지 특정 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다.

둥근 벌레 Caenorhabditis elegans는 수명을 연장할 수 있는 유전자 돌연변이를 확인하기 위하여 검열 단으로 이용되었습니다. 여기서, 시간 시간 계란 누워 프로토콜의 도움으로 나이 동기화 후, 과학자들은 유기체의 수명에 유전자 돌연변이의 효과를 분석.

조직 재생의 메커니즘을 연구하기 위해, 재생 메커니즘의 분석 뒤에 초기 부상을 포함 하는 많은 모델을 사용할 수 있습니다. 이 예에서 과학자들은 제브라피시 말초 신경계의 주요 감각 성분인 측면 선의 절제 후 조직 재생을 조사했습니다.

절제를 유도하기 위해 과학자들은 겐타미신으로 물고기를 치료했습니다. 지정된 복구 시간 후에, 물고기는 신경 줄기 세포를 얼룩지게 하는 형광 생명염 용액에 부어졌다. 이 스테인드 세포는 그 때 형광 현미경 검사를 사용하여 정량화되었다.

마지막으로, 연구원은 종종 손상된 조직의 수리를 유도 하는 성인 줄기 세포를 주입. 여기서 과학자들은 다능성 줄기 세포를 사용하여 손상된 근육 조직의 재생을 유도했습니다. 이를 위해 과학자들은 손상된 뒷다리 근육으로 마우스 모델을 생성했습니다. 그 후, 다능성 줄기 세포는 손상된 근육에 직접 주입되었다. 주사 후, 세포는 증식및 분화할 시간을 주었고, 기능성 개량에 대한 그들의 기여를 분석하였다.

당신은 노화와 재생분야에 대한 JoVE의 소개를 방금 지켜보았습니다. 이 비디오는 현장의 역사적 하이라이트, 생물학자가 묻는 몇 가지 주요 질문, 그 질문에 대답하는 데 사용되는 몇 가지 저명한 에세이, 노화와 재생의 생물학을 이해하기 위해 수행되는 현재의 실험을 검토했습니다. 언제나처럼, 시청주셔서 감사합니다!