pixabay
Биологическое старение — главный фактор множества заболеваний, снижения функции органов и общей прогрессирующей утраты физиологической целостности систем организма.
Все люди стареют по-разному, и биологический возраст может порой существенно отличаться от хронологического. Поэтому ученые постоянно ищут биомаркеры старения, по которым можно оценить биологический возраст организма. Это важно для выявления генетических и внешних факторов, влияющих на процесс старения, и разработки потенциальных методов омолаживания и лечения возрастных заболеваний. До сих пор методы определения биологического возраста основывались в основном на анализе ДНК, в структуре которой с возрастом меняется степень метилирования — присоединения метильной группы к определенным генам. Ученые отслеживают эти так называемые эпигенетические изменения генома, или эпигенетические метки ДНК и по их набору оценивают уровень старения организма. Исследователи из Кельнского университета биоинформатик Дэвид Мейер (David Meyer) и генетик Бьерн Шумахер (Björn Schumacher) использовали для оценки биологического возраста транскриптом — набор генов, которые считываются из ДНК при производстве белков. До этого не удавалось разработать точные часы старения на основе активности генов в силу сложности метода и неоднозначности результатов.
В качестве модельного организма для своих экспериментов авторы использовали круглого червя-нематоду Caenorhabditis elegans, продолжительность жизни генов которого точно известна.
Управляя внешними воздействиями, такими как ультрафиолетовое излучение или питание, ученые наблюдали, как при этом меняется экспрессия примерно 1000 генов и общая продолжительность жизни организма.
"Удивительно, но эта простая процедура позволила очень точно предсказать биологический возраст, близкий к теоретическому пределу, — приводятся в пресс-релизе университета слова профессора Бьерна Шумахера, директора Института стабильности генома при старении и болезнях и Центра молекулярной медицины Кельна.
— Что очень важно, эти часы старения хорошо работают и в старшем возрасте, который раньше было трудно измерить, потому что колебания активности генов в старости особенно высоки".
Достичь высокой точности транскриптомных часов старения авторам удалось за счет использования математического приема, устраняющего различия в активности генов, которые они разделили на две группы — "включенные" и "выключенные", и анализировали вариативность в каждой группе отдельно."Поскольку метод BiT основан исключительно на активности генов, его можно применить к любому организму. Измерение биологического возраста важно для определения влияния окружающей среды, диеты или лечения на процесс старения и развитие возрастных заболеваний. Таким образом, эти часы могут найти широкое применение в геронтологических исследованиях", — говорит ученый.
