Защо обикновените земеровки живеят само две години, докато гренландските китове оцеляват два века? И може ли отговорът да ни подскаже как да удължим собствения си човешки живот?
Максималната продължителност на живота на всеки вид се изчислява въз основа на възрастта на неговия най-дълго живял представител и те варират на порядък между бозайниците. Сега учените предполагат, че „епигенетиката“ може поне отчасти да обясни тези разлики. Те публикуваха своите все още непрегледани открития през ноември в базата данни за предпечат bioRxiv.
Докато „генетиката“ е изследване на гени, „епигенетиката“ е изследване на химически модификации на гени, които засилват или ограничават тяхната експресия, контролирайки кои гени да се включват или изключват. Тези модификации отдавна са свързано със стареенетоно новото проучване предполага, че те също играят роля при определянето на максималната възраст.
Една такава модификация е метилирането на ДНК, добавянето на молекули, наречени метилови групи към цитозин (C), една от четирите „букви“ в кода на ДНК. Метилирането често се случва, когато C се намира до гуанин (G) бази в така наречените CpG места в ДНК.
Свързани: „Биологичното стареене“ се ускорява по време на силен стрес, но може да бъде обърнато по време на възстановяване
Метиловите групи, които се захващат за CpG местата, контролират генната експресия чрез влияние върху това кои регулаторни протеини могат да се прикрепят към ДНК. Тези протеини могат да насърчават или блокират генната експресия, но метилирането променя формата на ДНК молекулата, което прави повече или по-малко вероятно протеините да се прикрепят.
Използвайки епигенетични данни от 348 вида бозайници, изследователите обучиха a алгоритъм за машинно обучение да се предскаже максималната продължителност на живота на всеки вид въз основа на моделите на метилиране на CpG. Алгоритъмът прогнозира максималната продължителност на живота на всеки вид като цяло, но не и дълголетието на всеки отделен индивид. Дори беше възможно да се предвиди максималната продължителност на живота на даден вид, без да се знае от кой вид идва пробата, Нов учен докладвани.
Проучването разкрива, че CpG метилирането е свързано с максималната продължителност на живота, но все още не е установена причинно-следствена връзка.
„Мисля, че това беше очарователна първа стъпка за разбиране на присъщите разлики в продължителността на живота на видовете – нещо, което областта обсъжда от дълго време,“ Джеймс Уайткойто изследва стареенето в университета Дюк и не е участвал в работата, но си сътрудничи с авторите по други проекти, каза пред Live Science.
Алгоритъмът произвежда прогнози за всеки вид, което означава, че не е напълно точен за всеки бозайник. Той прогнозира максимум от 4,8 години за пустинния хамстер, което точно съответства на най-възрастната възраст, регистрирана, но прогнозира, че хората могат да живеят най-много 98 години, въпреки че хората е известно, че достигат 119. Друго ограничение на анализа е, че CpG метилирането се различава в различните тъкани, като кръв и кожа, така че различните проби дават различни прогнози.
Други епигенетични фактори, които не са изследвани в това проучване, също могат да допринесат за максималната продължителност на живота – например хистоните. Те действат като „макара“, която навива ДНК като нишка, за да я прикрие от ензими, които биха могли да активират гени, и взаимодействат с метилираната ДНК, за да регулират гените. CpG метилиране определя кои участъци от ДНК са за предпочитане навити чрез хистони, например.
Свързани: Изключително дълголетие: Тайната да живееш по-дълго може да се крие при монахини… и медузи
Въпреки това, съавтор на изследването Вера Горбуноваепигенетик от университета в Рочестър, каза, че ще бъде трудно да се начертаят хистонови протеини в геноми на бозайници до същото ниво на детайлност като CpG моделите на метилиране с настоящата технология.
Докато учените не открият биохимията в основата на това как епигенетиката влияе върху стареенето, не е ясно дали терапевтичното насочване към тези епигенетични характеристики може да увеличи дълголетието.
Гледайки напред, „би било интересно да научим дали тези модели на ДНК метилиране са свързани с процеси, свързани с установени отличителни белези на стареене, като възстановяване на ДНК“, Адив Джонсънбиогеронтолог в компанията за изследване на стареенето Tally Health, който не е участвал в работата, каза на Live Science в имейл.
„Според мен сме далеч от възможността да удължим максималната продължителност на човешкия живот“, каза Джонсън. „Мисля, че се нуждаем от много по-задълбочено, по-цялостно разбиране на биологията на стареенето, за да бъде това реалност в близко бъдеще.“
Уайт се съгласи, предполагайки, че факторите, които насърчават продължителността на живота, са се развили заедно с други гени в дълголетни видове и може да не предизвикат същия благоприятен ефект, ако бъдат въведени в краткоживеещи видове с различни геноми. Горбунова обаче има надежда за намиране на терапевтични приложения на изследването. Тя каза, че един ден може да е възможно да се насочат към епигенетични ензими, които инсталират или премахват метилови групи върху CpG.
„Тези ензими могат да бъдат доста селективни – просто трябва да разберем как да ги настроим правилно“, каза тя. Това би могло да увеличи дълголетието или да забави стареенето, но за момента това остава спекулативно.
Някога се чудите защо някои хора изграждат мускули по-лесно от други или защо луничките излизат на слънце? Изпратете ни вашите въпроси за това как функционира човешкото тяло community@livescience.com с тема „Health Desk Q“ и може да видите отговор на въпроса си на уебсайта!