Как тикают биологические часы: найдена связь между ключевыми теориями старения
Ученые из Школы медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего раскрыли уникальные молекулярные механизмы старения. В исследовании описана впервые выявленная связь двух ключевых теорий старения: случайных мутаций генов и эпигенетических изменений, которые можно предсказать. Ранее эти процессы рассматривались независимо друг от друга.
Эпигенетические изменения уже давно используются для оценки биологического возраста клетки. Однако теперь ученые предполагают, что такие изменения могут быть лишь признаком старения, а не его первопричиной.
«Сегодня многие крупные научные центры и компании стремятся буквально повернуть вспять эпигенетические часы, считая это ключом к замедлению старения. Но наши результаты показывают, что такие усилия могут не затрагивать основную причину старения», — пояснил соавтор исследования Трей Идейкер.
Ключевым открытием стало доказательство того, что случайные мутации в ДНК могут вызывать ряд эпигенетических изменений во всем геноме, не ограничиваясь конкретным местом мутации. Это позволяет предположить, что мутации являются главным двигателем старения, а эпигенетические изменения лишь отражают этот процесс.
До этого момента ученые придерживались двух основных теорий. Согласно первой, соматические мутации, то есть случайные изменения последовательности ДНК, которые накапливаются с возрастом, являются основным фактором старения. Вторая теория утверждает, что старение спровоцировано эпигенетическими модификациями — химическими изменениями структуры ДНК, которые не затрагивают саму последовательность, но могут включать или выключать определенные гены. В отличие от мутаций, такие модификации иногда можно обратить вспять, что сделало их популярным объектом изучения.
Команда специалистов провела масштабный анализ данных 9 331 пациентов. Сравнение генетических и эпигенетических изменений выявило их четкую взаимосвязь. Более того, ученые смогли предсказать биологический возраст организма как на основе мутаций, так и на основе эпигенетических данных.
«О существовании эпигенетических часов экспертам известно на протяжении долгих лет, но почему именно они «тикают» мы начали понимать лишь сейчас», — отметил соавтор работы Зейн Коч. «Наша работа впервые показала тесную связь эпигенетических изменений и случайных мутаций».
Эти выводы открывают новые горизонты в изучении старения и поднимают важные вопросы о том, насколько реалистичны нынешние подходы к разработке антиэйджинг-терапий. Если ключевым двигателем старения являются именно мутации, а эпигенетические изменения лишь сигнализируют о происходящих процессах, то бороться со старением станет намного сложнее, чем предполагалось ранее.
Соавтор работы Стивен Каммингс подчеркивает, что эти результаты могут изменить наше представление о старении как о программированном процессе. Вместо этого акцент смещается на влияние случайных и накопительных изменений, происходящих со временем.
Эксперты подчеркивают необходимость дальнейших исследований. Эти результаты не только углубляют понимание старения, но и открывают новые перспективы для разработки терапий, направленных на замедление возрастных изменений и связанных с ними заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
Ранее ученые обнаружили в клетках человеческого организма «таймер смертности».
