Сегодня ученые могут оценить скорость старения и определить реальный «биологический возраст» живого существа по изменениям активности ряда генов, при которых сама структура ДНК не меняется. Используя эти знания, исследователи вывели новую, более точную «формулу» для перевода собачьего возраста в человеческий – до сих пор один год жизни собаки приравнивали к семи годам человека на основе средней продолжительности жизни
Мы стареем с разной скоростью. Сегодня существует много тестов для оценки скорости старения и реального, а не календарного возраста человека. В качестве критериев используют самые разные морфологические, физиологические и даже психологические показатели. Но все-таки наиболее объективные оценки дают возрастные изменения на молекулярном уровне.
К примеру, есть много генов, активность которых с возрастом закономерно меняется по причинам, не связанным с изменением самой генной структуры (ДНК), как это случается при мутациях. Такие изменения называются «эпигенетическими», что можно перевести как «надгенные», и именно они определяют, какие именно гены клетка может использовать в данный момент, а какие – нет.
Механизмов эпигенетических изменений много. Одним из самых известных является метилирование ДНК – присоединение к ней метильной группы (-CH3), что блокирует считывание генетической информации. Ученым известны почти 400 генов, уровень метилирования которых отражает процессы старения организма. Этот показатель у большинства таких генов с возрастом растет, а их активность, соответственно, падает. Такие гены отвечают, к примеру, за формирование нервных синапсов и дифференцировку нейроэпителиальных клеток. У остальных генов (они имеют отношение к дифференцировке лейкоцитов и метаболизму нуклеиновых кислот) этот показатель, напротив, снижается.
Количественную оценку уровня метилирования генов – маркеров старения, можно использовать как своеобразные часы для определения «биологического» возраста. Такие «эпигенетические часы» есть не только у людей, но и у других млекопитающих. При этом темпы метилирования, по-видимому, во многом определяются продолжительностью жизни у того или иного вида.
Недавно генетики из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) попробовали на основе эпигенетических часов вывести точную формулу для оценки возраста собак по «человеческой шкале». Для этого они исследовали особенности метилирования ДНК в геномах 104 собак породы лабрадор-ретривер в возрасте от месяца до 16 лет и сравнили их с аналогичными данными для человека в разном возрасте.
Оказалось, что у людей и собак эпигенетические часы в начале жизни «тикают» одинаково. Например, одинаковый характер метилирования ДНК продемонстрировали семинедельные щенки и девятимесячные младенцы – именно в это время у представителей этих двух видов режутся молочные зубы. Но все-таки межвидовое соответствие оказалось нелинейным, так как с возрастом эпигеном собак начинает меняться быстрее, чем у людей. В результате ученые вывели формулу, согласно которой возраст собаки по человеческим меркам равен натуральному логарифму ее настоящего возраста, умноженному на 16, плюс 31. Таким образом, по нашей шкале 14-летний пес соответствует 73-летнему человеку.
В ближайших планах исследователей – выяснить на основе эпигенетических профилей собак разных пород, почему некоторые из них чаще болеют и умирают в более молодом возрасте.
Так как на уровень метилирования генов может влиять не только возраст как таковой, но и образ жизни, перенесенные заболевания и другие факторы, эпигенетические часы можно использовать как инструмент при решении задачи увеличения продолжительности здоровой жизни. К примеру, оказалось, что ограничение калорий у мышей снижает их «эпигенетический возраст» наряду с увеличением продолжительности жизни.
Понравился материал? Не забудьте поставить лайк и подписаться!
Фото: https://pxhere.com