Après 23 ans passés à déchiffrer le « Livre de la Vie », les humains pourront-ils enfin résoudre le mystère du vieillissement ?

Les scientifiques explorent depuis longtemps les mystères de l’évolution humaine, dans l’espoir de trouver une explication scientifique aux mécanismes et aux processus du vieillissement. Le 12 février 2001, le Consortium international du génome humain, auquel participent conjointement des scientifiques de six pays, dont la Chine, les États-Unis, la Grande-Bretagne, la France, l'Allemagne et le Japon, a annoncé la carte du génome humain et les résultats préliminaires de l'analyse .

Bien qu'il ne s'agisse que d'une « esquisse », cette avancée historique dans le domaine des sciences de la vie a posé des bases importantes pour le déchiffrement du code génétique de l'euchromatine dans le génome humain et a également fourni les données et références nécessaires à des recherches ultérieures plus approfondies dans des disciplines et des industries connexes telles que la génomique, la génétique et la bioinformatique. Au cours des 23 années qui ont suivi, des résultats de recherche pertinents ont continué d'émerger, et nous ne pouvons nous empêcher de nous demander comment l'élaboration d'un « manuel d'instructions complet » parfait pour les humains peut aider à étudier notre « naissance, notre vieillissement, notre maladie et notre mort » ? Jusqu’où sommes-nous parvenus à percer les mystères du vieillissement humain ?

01 « Vie » et « Mort » dans le processus d’évolution humaine, votre gène a-t-il le dernier mot ?

Richard Dawkins, un célèbre biologiste évolutionniste britannique, a un jour exprimé l’idée que la vie est une machine de survie créée par les gènes et que les humains ne sont que des porteurs de gènes . Au cours des milliards d’années d’histoire de l’évolution biologique de la Terre, la raison pour laquelle les humains ont pu surpasser les autres espèces sur Terre et se placer au sommet de la chaîne alimentaire est due à la sélection génétique et à la réplication illimitée.

La structure d’un gène fait référence à la séquence codante d’un gène. La séquence codante est appelée exon, qui est la partie d'un gène exprimée sous forme de chaîne polypeptidique ; la séquence non codante est appelée intron, également connue sous le nom de séquence intermédiaire (IVS). L'acide désoxyribonucléique (ADN) est l'une des quatre macromolécules biologiques contenues dans les cellules biologiques. L'ADN transporte l'information génétique nécessaire à la synthèse de l'ARN et des protéines et constitue une macromolécule biologique essentielle au développement et au fonctionnement normal des organismes. Les gènes sont des séquences spécifiques sur les molécules d’ADN qui contiennent l’information génétique d’un organisme et guident sa croissance, son développement et sa fonction. Les gènes contrôlent et régulent les organismes en codant des protéines, affectant ainsi leur morphologie, leur comportement et leurs stratégies de survie. Dans l’histoire de l’évolution biologique, la sélection génétique s’effectue par deux mécanismes principaux : la sélection naturelle et la variation génétique . Le premier fait référence au processus par lequel les organismes qui s’adaptent à l’environnement ont plus de chances de survivre et de se reproduire, transmettant ainsi leurs gènes bénéfiques à la génération suivante ; ce dernier fait référence à la mutation aléatoire et à la recombinaison des gènes au cours du processus de réplication, ce qui fournit une diversité génétique aux organismes, permettant ainsi aux gènes qui s'adaptent à l'environnement d'être préservés et transmis.

Cartographier le génome humain revient à organiser avec précision les quelque 3 milliards de paires de bases d’ acide désoxyribonucléique (ADN) des cellules humaines dans une « carte » complète, révélant ainsi le mystère de la « naissance » et de la « mort » des gènes humains au cours du processus d’évolution.

Images protégées par le droit d'auteur dans la galerie. Leur réimpression et leur utilisation peuvent entraîner des litiges en matière de droits d’auteur.

L’analyse des données démographiques mondiales montre que la durée de vie humaine maximale est limitée et que le vieillissement est un processus inévitable de la vie. Différents aspects du corps humain et d’autres organismes changeront au fil du temps. Ces changements comprennent une diminution de la force physique, un relâchement cutané, une diminution de la vision, une perte de mémoire, etc.

Le vieillissement humain est également étroitement lié aux gènes. Les mutations génétiques ou les défauts fonctionnels peuvent entraîner un vieillissement ou un vieillissement prématuré. Avec le développement des techniques de génétique et de biologie moléculaire, la compréhension des changements qui se produisent dans ce processus de la vie nous aidera à comprendre le vieillissement normal et la durée de vie.

02 Quel est le lien entre les gènes et le vieillissement ?

Lié, mais pas complètement déterminé

(1) Ces gènes et régions sont liés à la durée de vie

Gène ApoE : L'ApoE est l'une des apolipoprotéines humaines. L'apolipoprotéine est un composant des particules de lipoprotéines. Il participe à la synthèse, à la sécrétion, au traitement et au métabolisme des lipoprotéines et joue un rôle important dans le métabolisme des lipides sanguins. La protéine codée par le gène ApoE est liée au métabolisme du cholestérol et au transport des lipides. Différentes variantes du gène ApoE sont étroitement liées au risque de maladie cardiovasculaire, de maladie d’Alzheimer et d’autres maladies. Par exemple : il existe trois allèles ApoE communs, à savoir e2, e3 et e4, qui codent respectivement les sous-types E2, E3 et E4 de l'apolipoprotéine E. Les enzymes E2 et E4 sont toutes deux associées à une augmentation des concentrations plasmatiques de triglycérides. Il joue un rôle important dans le métabolisme des lipoprotéines. Les patients porteurs du génotype ApoE E2/E2 présentent un risque élevé de maladie vasculaire précoce, et les patients porteurs du génotype ApoE E4/E4 sont sensibles à l’athérosclérose. La variante ApoEε4 est associée à un risque accru de maladie d’Alzheimer.

Images protégées par le droit d'auteur dans la galerie. Leur réimpression et leur utilisation peuvent entraîner des litiges en matière de droits d’auteur.

Gène FOXO3 : La protéine codée par le gène FOXO3 est liée à la survie et à la réparation cellulaire. La variante de longévité de FOXO3 est associée à une durée de vie prolongée et à des caractéristiques anti-âge. Les recherches suggèrent que les personnes atteintes de certaines variantes de FOXO3 pourraient être plus susceptibles de vivre plus longtemps.

Gène TERT : L'enzyme codée par le gène TERT joue un rôle important dans la division cellulaire et la réparation de l'ADN. Les mutations du gène TERT sont associées au risque de certains cancers et maladies chroniques telles que les maladies cardiaques.

Autres régions associées à la durée de vie : En plus des gènes mentionnés ci-dessus, il existe de nombreux autres gènes et régions génétiques associés à la durée de vie. Par exemple, des gènes ou des régions tels que IL6R et LEPR ont également été étudiés pour avoir une certaine relation avec la durée de vie et sont généralement liés au risque de maladies chroniques et de réponse inflammatoire.

(2) Autres facteurs

L’espérance de vie est une question complexe et multifactorielle, et elle est également affectée par une combinaison de facteurs, notamment l’environnement de vie, le mode de vie et le régime alimentaire.

Un bon environnement de vie est une condition nécessaire à la survie et à la santé humaines. Si les humains vivent dans un environnement endommagé et pollué pendant une longue période, cela provoquera diverses maladies, accélérera le vieillissement et même la mort.

De mauvaises habitudes alimentaires, comme le manque de nutriments essentiels, empêcheront le corps d’obtenir suffisamment de nutriments pour soutenir le fonctionnement normal des cellules et des tissus, ce qui entraînera une diminution des fonctions corporelles. Un apport calorique excessif peut provoquer un stress oxydatif dans le corps, ce qui peut entraîner des dommages cellulaires et le vieillissement.

Les mauvaises habitudes telles que le tabagisme à long terme, l’alcoolisme, les veillées tardives et le manque d’exercice accélèrent le vieillissement du corps et provoquent des maladies respiratoires, cardiovasculaires et digestives. Le stress et la dépression à long terme peuvent causer des dommages au corps et au cerveau, accélérant ainsi le vieillissement.

Images protégées par le droit d'auteur dans la galerie. Leur réimpression et leur utilisation peuvent entraîner des litiges en matière de droits d’auteur.

03 Jusqu’où avons-nous progressé pour retarder le vieillissement ?

Maintenir une alimentation équilibrée, faire de l’exercice modérément et gérer correctement le stress et les émotions négatives sont reconnus comme des moyens importants pour retarder le vieillissement. De nos jours, la thérapie génique est également devenue une méthode émergente. Des études scientifiques ont montré que les changements épigénétiques jouent un rôle important dans le processus de vieillissement, et les stratégies ciblant les régulateurs épigénétiques ont un grand potentiel pour compenser le déclin lié au vieillissement .

L'année dernière, l'équipe scientifique internationale T2T a déclaré dans six articles publiés dans Science que la carte du génome humain la plus complète jamais réalisée a été complétée , remplissant les pièces manquantes du « puzzle » depuis près de 20 ans, et signifie également que les humains sont un peu plus près de vaincre le cancer et d'autres maladies.

Des informations plus complètes sur les répétitions segmentaires améliorent le génotypage.

Source de l'image : T2T Alliance

L'achèvement de cette dernière carte du génome humain marque une étape importante dans la compréhension du génome humain par la communauté scientifique et fournit également une base plus complète et plus approfondie pour la recherche sur la thérapie génique et la lutte contre le vieillissement. L’exhaustivité et la précision des cartes du génome sont essentielles pour comprendre la relation entre les gènes et les maladies, car elles révèlent l’impact de la variation génétique et des mutations sur la santé et la maladie .

La thérapie génique est une méthode de traitement ou de prévention des maladies en modifiant les gènes d’un individu. L’idée est de réparer ou de remplacer les gènes défectueux et ainsi de restaurer une fonction physiologique normale. La carte du génome humain la plus complète fournit des informations de base plus précises et plus complètes pour la thérapie génique, permettant aux scientifiques de mieux comprendre la relation entre la maladie et les gènes, et de localiser et de réparer avec précision les gènes défectueux. En ciblant des mutations génétiques spécifiques, la thérapie génique devrait fournir des traitements plus efficaces pour certaines maladies génétiques.

Images protégées par le droit d'auteur dans la galerie. Leur réimpression et leur utilisation peuvent entraîner des litiges en matière de droits d’auteur.

D’autre part, l’achèvement de la carte du génome apporte également un soutien important à la recherche sur le retard du vieillissement. En étudiant les gènes associés au vieillissement dans la carte du génome, les scientifiques peuvent acquérir une compréhension plus approfondie des mécanismes moléculaires du vieillissement et trouver des cibles potentielles et des approches thérapeutiques pour retarder le vieillissement . Cette avancée fournit aux chercheurs des informations génétiques plus approfondies et plus complètes.

Les personnes âgées sont plus vulnérables à de nombreuses maladies chroniques, telles que les maladies cardiaques, le cancer et la maladie d’Alzheimer. Si des traitements et des stratégies plus efficaces et plus précis peuvent être trouvés, cela apportera de nouveaux progrès dans le traitement ou le retardement de l’apparition des maladies chroniques causées par le vieillissement. Cependant, la thérapie génique est une technologie biomédicale complexe et sophistiquée qui fait encore face à de nombreux défis et limitations, et la sécurité et l’efficacité de la technologie doivent être davantage vérifiées . Les scientifiques travaillent dur pour rechercher et développer de nouveaux médicaments, traitements et interventions pour ralentir le processus de vieillissement. Grâce aux progrès continus de la science et de la technologie et aux recherches approfondies, je crois que les humains peuvent être en mesure de trouver des moyens efficaces pour retarder le vieillissement et offrir de nouvelles possibilités pour prolonger la vie humaine.

auteur:

Liu Youshuo, directeur de l'Institut du vieillissement et des maladies gériatriques de l'Université du Centre-Sud, chef du département de gériatrie du deuxième hôpital de Xiangya, médecin-chef national de première classe

Li Nannan est chercheur de deuxième niveau à l'Association du Hunan pour la science et la technologie et directeur de l'Association des rédacteurs scientifiques du Hunan.

Réviseur : Chen Yuefei, chercheur, membre de l'Association des écrivains scientifiques du Hunan

Produit par : Science Popularization China

Produit par : China Science and Technology Press Co., Ltd., China Science and Technology Publishing House (Pékin) Digital Media Co., Ltd.