Химические «часы», следящие за процессом старения

Седые волосы и морщины – это лишь внешние признаки старения, они далеко не точны. Исследования показывают, что код, записанный в эпигеноме тела (химический признак, изменяющий ДНК) может точно указать на возраст человеческих тканей и клеток. Эти «часы» могут рассказать ученым, почему определенные ткани стареют быстрее остальных, и почему эти ткани более предрасположены к раку.

В течение прошедших нескольких лет ученые интенсивно работали с областями ДНК, которые накапливают химические признаки под названием метильные группы, пока люди стареют.

Метилирование может выборочно выключить гены.

Стив Хорвэтбиоинформатик, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес

Однако мы не знали, что возможно разработать предсказатель возраста, который будет успешно работать с большинством тканей и типов клеток

Метилирование ДНК указывает на то, что раковые ткани стареют быстрее, чем здоровые.

В работе, опубликованной 21 октября в Genome Biology, Хорвэт рассказал, как уровни метилирования изменяются в человеческих тканях с рождения до 101 года, и показал, что это почти совершенный предсказатель возраста для нераковых тканей.

Исследование «дало наиболее убедительные результаты», связанные с возрастом изменений в метилировании ДНК, совместимые с большинством типов тканей, - говорит Эндрю Тешендорфф, вычислительный биолог из Университетского колледжа в Лондоне.

Тик-так

Чтобы создать часы, основанные на метилировании ДНК, Хорвэт соединил данные 8 000 образцов в 82 доступных набора данных о метилировании ДНК. Образцы представляют 51 разновидность здоровых человеческих тканей и типов клеток, включая иммунные клетки, клетки головного мозга и ткани основных органов таких как почка и печень.

Он также добавил еще 6 000 раковых образцов. Хорвэт ориентировался на 353 эпигенетических показателя: в одних метилирование увеличивалось с возрастом, а в других уменьшалось. Одна часть образцов использовалась для разработки часов, а вторая для проверки их точности.

Хорвэт обнаружил, что часы предсказывали возраст по тканям и клеткам с точностью до нескольких лет, даже по образцам новорожденных младенцев и еще не родившихся плодов по их плюрипотентными стволовыми клетками.

Стив Хорвэтбиоинформатик, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес

Эти новые эпигенетические часы действительно точные

Поразительно, но он обнаружил, что ткань женских молочных желез накапливает метилирование так, что она выглядит «старше» других здоровых тканей той же самой женщины в среднем на 2-3 года. У женщин с раком молочных желез здоровая ткань, расположенная рядом с больными клетками казалась, в среднем, на 12 лет старше, чем другие ткани. Хорвэт выяснил, что ткани 20 видов рака выглядят на 36 лет старше, чем здоровые.

Дэррил Шибатапатологоанатом, университет южной Калифорнии в Лос-Анджелесе

Старение – это серьезная проблема для здоровья, и, что интересно, не существует никаких объективных мер старения, кроме даты рождения. Исследования, подобные этому, способствуют более глубокому изучению этого процесса

Хорвэт создал программу, чтобы помочь людям определить возраст их тканей с помощью своих часов. Он надеется, что его исследование поможет замедлить их тиканье.