Исследователи из медицинского центра Weill Cornell и эпигенетической компании TruDiagоstic обнаружили маркеры ДНК, связанные с ретроэлементами — остатками древнего вирусного генетического материала в наших генах. Эти маркеры действуют как высокоточные эпигенетические часы, которые предсказывают хронологический возраст человека.
Исследователи обнаружили маркеры ДНК, связанные с ретроэлементами
Ретроэлементы влияют на регуляцию генов, экспрессию генов, стабильность генома и траекторию различных заболеваний человека. Однако их потенциал в качестве биомаркеров старения был практически не изучен.
Исследование, опубликованное в журнале Aging Cell, пришло к выводу, что эти ретроэлементные часы, встроенные в геном человека, улавливают уникальные сигналы старения, ранее не распознаваемые другими часами, измеряющими хронологический возраст. Большинство часов старения оценивают биологический возраст человека на основе закономерностей эпигенетических маркеров — химических меток, называемых метильными группами, которые прикреплены к ДНК и влияют на экспрессию генов.
Старение — это сложный процесс, на который влияют генетические, экологические и эпигенетические факторы. Хронологический возраст представляет собой количество лет, прожитых человеком. Однако он не всегда коррелирует с биологическим возрастом — моментальным снимком возраста человека на биохимическом уровне, который влияет на здоровье и общее благополучие.
Создание стареющих часов на основе ретроэлементов
Исследователи использовали модель машинного обучения TruDiagnostics для анализа эпигенетических данных 12 670 человек в возрасте от 12 до 100 лет. Используя полученные закономерности метилирования ДНК ретроэлементов, в частности эндогенного ретровируса человека (HERV) и длинных вкраплений ядерных элементов (LINE), они разработали составные часы в стиле ретро-элементов под названием «Ретро-Возраст».
Доктор Лишомва Ндхлову (Lishomwa Ndhlovu), сказал: «Теперь, благодаря Ретро-Возрасту, у нас есть более глубокое понимание и свежий взгляд на процесс старения, а также потенциально мощный инструмент для прогнозирования биологического возраста».
Исследователи обнаружили, что часы ретро-возраста оставались точными при тестировании различных тканей человека, дополняли существующие эпигенетические часы и даже распространялись на другие виды млекопитающих. Их результаты указывают на возможность того, что активность ретроэлементов может быть фундаментальным аспектом старения у разных видов.
Влияние факторов окружающей среды
Исследователи также обнаружили, что наблюдаемые ими закономерности метилирования ДНК не только предсказывают возраст, но и реагируют на внешние факторы, такие как антиретровирусная терапия, принимаемая людьми, живущими с ВИЧ. Антиретровирусная терапия, по-видимому, в некоторой степени поворачивает время вспять. Это позволяет предположить, что на активность ретроэлементов влияет не только инфекция, но и её лечение, влияя на процесс биологического старения у людей, живущих с ВИЧ.
«Наши результаты показывают, что часы ретроэлементов фиксируют ранее не обнаруженные аспекты биологического старения и могут открыть двери для будущих методов лечения этих и других возрастных состояний», — сказал автор-корреспондент доктор Майкл Корли (Michael Corley).
Мониторинг активности ретроэлементов может помочь отслеживать эффективность антивозрастной терапии, состояние здоровья стареющего населения и влияние изменений образа жизни на биологическое старение.
Литература:
Lishomwa C. Ndhlovu et al, Retro‐age: A unique epigenetic biomarker of aging captured by DNA methylation states of retroelements, Aging Cell (2024). DOI: 10.1111/acel.14288