Используя модельный организм Caenorhabditis elegans, исследователи из Кельнского университета разработали «часы старения», которые считывают биологический возраст организма непосредственно по экспрессии его гена – транскриптому, - пишет eurekalert.org.
Биоинформатик Дэвид Мейер и генетик профессор д-р Бьерн Шумахер, директор Института стабильности генома при старении и болезнях в кластере передового опыта в области исследований старения CECAD и Центре молекулярной медицины Кельна (CMMC), описывают так называемый возраст BiT (бинаризованные транскриптомные часы старения) в статье «BiT age: часы старения на основе транскриптома, близкие к теоретическому пределу точности» в Aging Cell.
Все мы знакомы с хронологическим возрастом - нашим возрастом с момента рождения. Но биологический возраст может отличаться от него, порой значительно. Все стареют по-разному. Ученые могут использовать часы старения для определения биологического возраста организма. До сих пор часы старения, такие как эпигенетические часы Хорвата, основывались на структуре метилирования, небольших химических групп, которые прикрепляются к ДНК и изменяются с возрастом. Используя транскриптом, новые часы принимают во внимание набор генов, которые считываются из ДНК (информационной РНК), чтобы производить белки для клетки.
До сих пор транскриптом считался слишком сложным, чтобы указывать возраст. Иногда гены транскрибируют особенно большое количество мРНК, иногда меньше. Следовательно, до сих пор не удалось разработать точные часы старения на основе активности генов. Новый подход Мейера и Шумахера использует математический трюк для устранения различий в активности генов. Бинаризованные часы старения транскриптома делят гены на две группы - «включены» и «выключены», что сводит к минимуму высокую вариативность. Это делает старение предсказуемым с помощью транскриптома. «Удивительно, но эта простая процедура позволяет очень точно предсказать биологический возраст, близкий к теоретическому пределу точности. Что наиболее важно, эти часы старения также работают в пожилом возрасте, который раньше было трудно измерить, потому что в этот период активность генов особенно высока», - сказал Мейер.
Возраст BiT основан исключительно на приблизительно 1000 различных транскриптомах C. elegans, продолжительность жизни которых точно известна. Модельные организмы, такие как нематода, обеспечивают контролируемое представление о процессе старения, позволяя обнаруживать биомаркеры и изучать влияние внешних воздействий, таких как УФ-излучение или питание на продолжительность жизни.
Новые часы старения позволяют исследователям точно прогнозировать
продвигающие и замедляющие старение эффекты вариантов генов и
различных внешних факторов у нематод в молодом возрасте. Часы
старения также показали, что гены иммунного ответа, а также
передача сигналов в нейронах важны для процесса старения.
«Возраст BiT также можно применять для быстрого и очень точного
прогнозирования возраста человека. 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 исследованиях старения. Поскольку возраст BiT
основан исключительно на активности генов, его можно применить к
любому организму», - пояснил Шумахер.
[Фото: ru.123rf.com/profile_kanghj103]
