Sukkulamadot auttavat iäkästä saamaan lapsen

Naisten ja sukkulamatojen biologinen kello käy yllättävän samaan tahtiin, toteaa yhdysvaltalainen biologi Coleen Murphy, joka tutkii ikääntymisen mekanismeja Princetonin yliopistossa. Murphyn tutkimusryhmä on selvittänyt, mitä Caenorhabditis elegans -sukkulamadon hedelmällisyydelle tapahtuu sen vanhetessa. Murphy toteaa, että sukkulamadon hedelmällisyyden molekulaariset mekanismit ovat hyvin samankaltaiset kuin monella nisäkkäällä, muun muassa ihmisellä.

C. elegans -sukkulamadon ikääntymistä ja lisääntymistä on tutkittu varsin paljon. Tutkimuksissa on saatu selville, että ikääntyminen vaikuttaa madon ja ihmisen fysiologiaan melko pitkälti samalla tavalla. Naisten tavoin madot menettävät iän myötä kykynsä lisääntyä. Sukkulamadoista voidaan siksi saada lisää tietoa siitä, miksi hedelmällinen ikä loppuu ja mitä elimistössä silloin tapahtuu.

Mato tuottaa munia läpi elämän

Sukkulamadot ja naiset ovat lisääntymiskykyisiä noin kolmasosan elämästään. Murphyn mielestä oli kerrassaan yllättävää, että melkein kaikki kypsymättömien munasolujen ohjaamiseen liittyvät geenit ovat sukkula­madoilla ja naisilla lähes ident-tiset. Tutkijan hämmästys johtuu siitä, että ihmisen ja madon lisääntymiselimet ovat varsin erilaiset: Madon fysiologia on yksinkertainen, ja sukkulamadot tuottavat munasoluja läpi koko elämänsä. Sen sijaan kaikki naisen munasolut muodostuvat jo sikiöaikana.

Naisen hedelmällinen ikä loppuu noin 45–55 vuoden iässä. Munasolut kuitenkin alkavat vanheta jo noin kymmenen vuotta aiemmin. Vuosien myötä munasolujen laatu heikkenee ja lapsettomuuden, keskenmenojen ja sikiön kehityshäiriöiden riski kasvaa. Sama on havaittavissa myös C. elegans -sukkulamadoilla. Kun mato vanhenee, kypsymättömien munasolujen laatu heikkenee. Lisääntymistä rajoittaa siis munasolujen laatu, ei niiden määrä.

"Matojen ja ihmisten ikääntymisen ja hedelmällisyyden ohjailu on hämmästyttävän samankaltaista." Coleen Murphy, Princetonin yliopisto, Yhdysvallat.

Murphy päätti tutkia tarkemmin, mitä sukkulamadon elimistössä tapahtuu, kun sen hedelmällisyys alkaa laskea. Aiempien tutkimusten pohjalta tiedettiin, että sukkulamadoilla kypsymättömän munasolun tilan määrää TGF-beeta-viestimolekyyli. Samaa proteiinia on myös ihmisen elimistössä, ja samaan tapaan kuin naisillakin sukkulamadon muna­solujen määrä vähenee iän myötä, kun TGF-beeta-viestimolekyylien määrä kasvaa.

TGF-beeta näyttää edistävän kypsymättömän munasolun hajoamista. Korkea TGF-beetapitoisuus siis merkitsee munasolun heikomman hedelmöittymiskyvyn lisäksi sitä, että kromosomien kahdentumisessa tapahtuu virheitä, dna:n vauriot eivät korjaannu ja solu näyttää vanhalta.

Lisäksi havaittiin, että muuntogeenisen madon, jonka TGF-beetapitoisuus oli matala, hedelmällinen ikä oli huomattavasti normaalia pidempi ja sen munasolut säilyivät laadukkaina. Madot tuottivat lisääntymiskykyisiä munasoluja, vaikka ne itse olivat niin vanhoja, että ne tuskin kykenivät munimaan.