Биологическое старение может быть вызвано не тем, чем считалось ранее
Новое исследование проводит границу между случайными генетическими мутациями и предсказуемыми эпигенетическими изменениями, используемыми для измерения биологического старения.
Ученые часто используют «эпигенетические часы» для измерения биологического старения, но то, что заставляет эти часы тикать, до конца не изучено. Теперь ученые обнаружили ключ: часы синхронизированы со случайными мутациями, которые возникают в ДНК по мере нашего старения.
Давно известно, что на протяжении жизни человека мутации накапливаются в ДНК клеток. Это происходит, когда клетки реплицируются или подвергаются воздействию, например, радиации и инфекции. Кроме того, с возрастом механизмы, которые восстанавливают повреждения ДНК, работают не так хорошо. По мере того, как люди стареют и мутации накапливаются, вероятность иммунных проблем, нейродегенерации и рака также резко возрастает. Однако мутации ДНК не рассказывают всю историю старения.
Существуют также молекулярные изменения, которые происходят «поверх» ДНК. Эти изменения, известные как «эпигенетические» изменения, не изменяют напрямую базовый код ДНК. Скорее, они включают или выключают гены или увеличивают или уменьшают их громкость. Исследования показывают, что паттерн эпигенетических маркеров на ДНК меняется предсказуемым образом по мере того, как мы стареем, и эпигенетические часы работают, отслеживая эти паттерны и затем оценивая «биологический возраст» данного человека или ткани.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Aging, по-новому связывает эти генетические и эпигенетические изменения.
«Это важное исследование», — сказал Джесси Поганик из больницы Brigham and Women's Hospital и Гарвардской медицинской школы, который не принимал участия в исследовании. «Люди совершенно справедливо критикуют так называемую природу черного ящика эпигенетических часов». Существует много вопросов о том, что движет эпигенетическими изменениями, которые мы видим, и действительно ли сами изменения вызывают старение или являются лишь его отражением — как морщины являются признаком старения кожи, а не его причиной.
Новое исследование началось с соавтора исследования Стивена Каммингса, исполнительного директора Координационного центра Сан-Франциско в Калифорнийском университете (UC), Сан-Франциско, который предположил, что мутации генов могут быть напрямую связаны с изменениями, измеряемыми эпигенетическими часами. И в конечном итоге, «это то, что мы обнаружили», сказал Каммингс, который также является старшим научным сотрудником в Научно-исследовательском институте Калифорнийского тихоокеанского медицинского центра Sutter Health.
Чтобы объяснить логику этой теории, нужно немного разобраться с химией.
Необходимо провести больше исследований, чтобы полностью объяснить результаты исследования и их связь со старением. Для начала, текущее исследование рассматривало только ткани людей с раком, поэтому результаты необходимо воспроизвести на людях без заболевания, сказал Поганик. Кроме того, образцы тканей у каждого человека были взяты в один момент времени, поэтому команда не могла напрямую наблюдать изменения, происходящие с возрастом, добавил он.
Идекер предположил, что в будущих лабораторных экспериментах ученые смогут вызывать мутации в клетках, а затем отслеживать любые эпигенетические изменения, которые будут происходить. Долгосрочные исследования людей, которые следят за людьми в течение долгого времени, также могут дать представление о том, какое явление происходит первым, или это действительно продолжающееся взаимодействие между ними, сказал Поганик.
В совокупности эти будущие исследования прольют новый свет на то, что заставляет тикать эпигенетические часы и, в более широком смысле, что заставляет нас стареть.