Zinātnieki ir izveidojuši “retro laikmeta” pulksteni, izmantojot senus vīrusus DNS Marķieri bioloģiskā vecuma prognozēšanai, sniedzot jaunu ieskatu novecošanā. Šis atklājums var radīt jaunas pretnovecošanās procedūras.
Weill Cornell Medicīnas koledžas pētnieki sadarbībā ar epigenētikas uzņēmumu TruDiagnostic ir identificējuši DNS marķierus, kas saistīti ar retroelementiem – senām vīrusu ģenētiskajām paliekām mūsu gēnos, kas darbojas kā ļoti precīzi epiģenētiski pulksteņi, lai prognozētu hronoloģisko vecumu. Šie rezultāti liecina, ka specifiskiem retroelementiem cilvēka genomā var būt nozīme novecošanas procesā.
Ir zināms, ka retroelementi ietekmē gēnu regulēšanu, gēnu ekspresiju, genoma stabilitāti un dažādu cilvēku slimību gaitu, taču to potenciāls kā novecošanās biomarķieriem lielā mērā nav izpētīts.
Pētījums tika publicēts žurnālā novecojoša šūnaPētnieki secināja, ka šie cilvēka genomā iestrādātie retropulksteņi uztver unikālus novecošanas signālus, kurus iepriekš nav atpazinuši citi hronoloģiskā vecuma mērītāji. Lielākā daļa novecošanās pulksteņu novērtē cilvēka bioloģisko vecumu, pamatojoties uz ģenētisko marķieru modeļiem – ķīmiskajām birkas, ko sauc par metilgrupām, kas saistās ar DNS un ietekmē gēnu ekspresiju. Šķiet, ka retroelementu metilēšanas modelis mainās, cilvēkiem novecojot, izraisot noteiktu gēnu aktivitāti, kas var izraisīt ģenētisku nestabilitāti, iekaisumu un ar vecumu saistītas slimības.
Novecošana ir sarežģīts process, ko ietekmē ģenētiski, vides un ģenētiski faktori, un pētnieki cenšas atrast uzticamus marķierus, kas var paredzēt bioloģisko vecumu – priekšstatu par cilvēka vecumu bioķīmiskā līmenī, kas ietekmē vispārējo veselību un labklājību. No otras puses, hronoloģiskais vecums atspoguļo cilvēka nodzīvoto gadu skaitu. Atkarībā no indivīda abas var nebūt savstarpēji saistītas.
Izveidojiet vecu pulksteni, pamatojoties uz retro elementiem
Pētnieki izmantoja Mašīnmācība 2011. gadā pētnieki izmantoja TruDiagnostic modeli, lai analizētu epiģenētiskos datus no 12 670 indivīdiem vecumā no 12 līdz 100 gadiem. Izmantojot DNS metilēšanas modeļus, ko ģenerē retroelementi, jo īpaši cilvēka retrovīruss (HERV) un ilgi mijas kodolelementi (LINE), viņi izstrādāja sarežģītu retrogrādā vecuma pulksteni ar nosaukumu “Retro-Age”.
“Tagad, izmantojot retro laikmetu, mums ir dziļāks ieskats un jauna perspektīva par novecošanas procesu un potenciāli spēcīgs instruments bioloģiskā vecuma prognozēšanai,” sacīja pirmais autors Dr. Leshomwa Ndlovu, Herbert J. un Anne L. Siegel izcilais profesors. Medicīna un imunoloģijas profesors medicīnā Weill Cornell Medicine infekcijas slimību nodaļā.
Pētnieki atklāja, ka Retro-Age pulkstenis saglabājās precīzs, pārbaudot dažādus cilvēka audus, papildināja esošos ģenētiskos pulksteņus un pat attiecās uz citiem zīdītājiem. KlasificētViņu rezultāti liecina, ka retroelementu aktivitāte var būt būtisks sugas novecošanas aspekts.
Atgriešanās laikā – vides faktoru ietekme
Pētnieki arī atklāja, ka viņu novērotie DNS metilēšanas modeļi ne tikai paredzēja vecumu, bet arī reaģēja uz ārējiem faktoriem, piemēram, pretretrovīrusu terapiju, ko lieto cilvēki ar HIV. HIV infekcija paātrina ģenētisko novecošanos, bet šķiet, ka pretretrovīrusu terapija zināmā mērā apgriež pulksteni. Tas liecina, ka retroelementu aktivitāti ietekmē infekcija un tās ārstēšana, ietekmējot HIV inficēto personu bioloģisko novecošanās procesu.
“Īpašu retroelementu reaktivācija palielinās līdz ar vecumu, kas var izraisīt bioloģiskas novecošanas pazīmes, piemēram, iekaisumu, šūnu novecošanos un nestabilitāti,” sacīja Dr. Maikls Korlijs, Veila Kornela Medicīnas koledžas Infekcijas slimību nodaļas imunoloģijas docents. pētījuma līdzautors Genetic. “Mūsu atklājumi liecina, ka retrogrādi pulksteņi atspoguļo iepriekš neatklātus bioloģiskās novecošanas aspektus un var pavērt durvis turpmākai šo un citu ar vecumu saistītu slimību ārstēšanai.”
Retroelementu aktivitātes uzraudzība var palīdzēt izsekot pretnovecošanās ārstēšanas efektivitātei, veselības rezultātiem novecojošās sabiedrībās un dzīvesveida izmaiņu ietekmei uz bioloģisko novecošanos, sacīja pētnieki.
Dr Ndlovu un Corley plāno izpētīt jaunas ārstēšanas metodes vai terapeitiskas iejaukšanās ar vecumu saistītām slimībām, mērķējot uz specifisku retroelementu ģenētiskajiem apstākļiem cilvēka genomā. Viņi atzīmē, ka šī pieeja galu galā var mainīt vai mazināt novecošanas bioloģisko ietekmi, uzlabojot indivīda veselību un dzīves ilgumu.
Atsauce: “Retrogrāda novecošana: unikāls novecošanās ģenētiskais biomarķieris, ko uztver retroelementu DNS metilēšanas stāvokļi”, autori Lišomva K. Ndhlovu, Metjū L. Bendals, Varuns Dvaraka, Alīna P.S. Pangs, Nikolass Dopkinss, Natālija Karerasa, Raiens F. Smits, Duglass. Niksons un Maikls J. Korlijs, 2024. gada 2. augusts. novecojoša šūna.
DOI: 10.1111/acel.14288
Šajā stāstā minētais pētījums iepriekš tika finansēts Nacionālie veselības institūtiar dotācijām R01AG082056, R01HL160392, R01MH134391 un UM1AI164559(ACEL14288).
