Что заставляет нас стареть? Новые «часы», разработанные исследователями, могут помочь найти ответы. Ученые, результаты исследования которых были опубликованы в журнале Nature Aging, представляют новую форму эпигенетических часов — модель машинного обучения, предназначенную для прогнозирования биологического возраста на основе структуры ДНК. Новая модель различает генетические различия, которые замедляют и ускоряют старение, предсказывает биологический возраст и с повышенной точностью оценивает меры по борьбе со старением.
«Предыдущие часы учитывали взаимосвязь между моделями метилирования и особенностями, которые, как мы знаем, коррелируют со старением, но они не говорят нам , какие факторы заставляют тело стареть быстрее или медленнее. Мы создали первые часы, позволяющие различать причину и следствие», — рассказал автор исследования Вадим Гладышев из Женской больницы имени Бригама и Гарвардской медицинской школы. «Наши часы различают изменения, которые ускоряют и противодействуют старению, чтобы предсказать биологический возраст и оценить эффективность вмешательств, связанных со старением».
Исследователи старения уже давно признали связь между метилированием ДНК — изменениями в нашей генетической структуре, которые определяют функцию генов — и его влиянием на процесс старения. Примечательно, что определенные участки нашей ДНК, известные как сайты CpG, более тесно связаны со старением. Хотя выбор образа жизни, такой как курение и диета, влияет на метилирование ДНК, то же самое происходит и с нашей генетической наследственностью, что объясняет, почему люди с похожим образом жизни могут стареть с разной скоростью.
Существующие эпигенетические часы предсказывают биологический возраст (фактический возраст наших клеток, а не хронологический), используя закономерности метилирования ДНК. Однако до сих пор никакие существующие часы не различали различия в метилировании, которые вызывают биологическое старение, и те, которые просто коррелируют с процессом старения.
Используя большой набор генетических данных, соавтор исследования Кеджун (Альберт) Ин из лаборатории Гладышева, выполнил менделевскую рандомизацию всего эпигенома (EWMR), метод, используемый для рандомизации данных и установления причинно-следственной связи между структурой ДНК и наблюдаемыми признаками. на 20 509 CpG-сайтах, вызывающих восемь характеристик, связанных со старением. Восемь характеристик, связанных со старением, включали продолжительность жизни, чрезвычайное долголетие (определяемое как выживание за пределами 90-го процентиля), продолжительность здоровья (возраст при первом заболевании основным возрастным заболеванием), индекс слабости (показатель слабости человека, основанный на накоплении показателей здоровья), самооценка здоровья и три широких измерения, связанных со старением, включающие семейный анамнез, социально-экономический статус и другие факторы здоровья.
Учитывая эти особенности и связанные с ними участки ДНК, Инь создал три модели: CausAge — общие часы, которые предсказывают биологический возраст на основе причинных факторов ДНК, а также DamAge и AdaptAge, которые включают только повреждающие или защитные изменения. Затем исследователи проанализировали образцы крови 7036 человек в возрасте от 18 до 93 лет из «когорты поколения Шотландии» и в конечном итоге обучили свою модель данным 2664 человек из этой когорты.
Опираясь на эти данные, исследователи разработали карту, на которой указаны участки CpG человека, вызывающие биологическое старение. Эта карта позволяет исследователям идентифицировать биомаркеры, вызывающие старение, и оценивать, как различные вмешательства способствуют долголетию или ускоряют старение.
Ученые проверили достоверность своих часов на данных, собранных у 4651 человека в рамках Фрамингемского исследования сердца и Исследования нормативного старения. Они обнаружили, что DamAge коррелирует с неблагоприятными исходами, включая смертность, а AdaptAge коррелирует с долголетием, предполагая, что возрастные повреждения способствуют риску смерти, в то время как защитные изменения метилирования ДНК могут способствовать увеличению продолжительности жизни.
Затем они проверили способность часов оценивать биологический возраст путем перепрограммирования стволовых клеток (преобразования специализированных клеток, таких как клетки кожи, обратно в более молодое, менее определенное состояние, в котором они могут развиваться в различные типы клеток организма). При применении часов к вновь трансформированным клеткам DamAge уменьшался, что указывает на снижение возрастных повреждений во время перепрограммирования, в то время как AdaptAge не проявлял определенной закономерности.
Наконец, команда проверила работу своих часов на биологических образцах пациентов с различными хроническими заболеваниями, включая рак и гипертонию, а также на образцах, поврежденных в результате образа жизни, такого как курение сигарет. DamAge последовательно увеличивался в условиях, связанных с возрастными повреждениями, тогда как AdaptAge уменьшался, эффективно отражая защитные адаптации.
«Старение — сложный процесс, и мы до сих пор не знаем, какие меры против него действительно работают», — сказал Гладышев. «Наши результаты представляют собой шаг вперед в исследованиях старения, позволяя нам более точно определить биологический возраст и оценить способность новых вмешательств в области старения увеличить продолжительность жизни».
Под легендарной славянской крепостью в Германии обнаружили 5000-летнее поселение
Археологи провели первые в истории раскопки в Пилатше, славянской речной крепости на востоке Германии, и обнаружили, что люди жили на этом месте за тысячи лет до того, как славяне построили…
Бронированные рыбы девона множеством способов справлялись со сложной добычей
Задолго до того, как акулы или рептилии стали господствовать в морях, бронированные рыбы, называемые плакодермами, уже экспериментировали с различными конструкциями челюстей, чтобы раздавливать добычу с твердым панцирем. Результаты нового исследования…
Ученые назвали нового жука в честь Тейлор Свифт
Влияние Тейлор Свифт достигло неожиданного уголка науки: рода крошечных насекомых, обитающих на австралийских казуаринах. Исследователи назвали эту группу Swiftiephylus в её честь, и три из четырёх видов названы непосредственно в…
Пожар на НПЗ в Ярославской области и 641 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 641 украинский беспилотник над российскими регионами, а также акваториями Черного, Каспийского и Азовского морей, сообщили в Минобороны РФ. Пожар произошел на нефтеперерабатывающем заводе…
Поражены предприятия металлургической промышленности и энергообъекты. Удары ВС РФ по объектам на Украине
ВС РФ ночью нанесли массированный удар по предприятиям металлургической и радиоэлектронной промышленности, украинского ВПК, объектам энергетической инфраструктуры в Киеве, подконтрольном Украине Запорожье и Одесской области. Об этом сообщили в Минобороны…
Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ за сутки пострадали девять человек
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области порядка 90 раз за прошедшие сутки, в результате ранения получили 9 мирных жителей. Об этом сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в "Максе".…
Фон дер Ляйен превращает Евросоюз в военный блок
«Очередной шаг к превращению ЕС в военный блок», – так эксперты оценили предложение Урсулы фон дер Л...
Африка распадается быстрее, чем считалось, образуя новый океан
Геологи обнаружили, что африканский континент расколется раньше, чем мы предполагали. Активный рифт ...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".