Организм человека подобен часам с тонким и очень сложным механизмом, в который заложена возможность адаптации к самым разным условиям, в том числе и к старению. При этом адаптация происходит не только на физиологическом, но и на психологическом уровне. Недавние исследования, проведенные в Калифорнийском университете в Риверсайде (University of California, Riverside), установили, что адаптация человека к процессам старения может быть обусловлена на генетическом уровне, сообщает news-medical.net.
Эпигенетические часы и метилирование ДНК
В отчете о результатах исследования, опубликованных в Aging Cell, говорилось об эпигенетических факторах. У термина «эпигенез» есть несколько значений. В данном случае имеется в виде эпигенетика, то есть механизм управления генами. В общем виде это означает, что эпигенез – это процесс, при котором прикрепленные к молекуле ДНК вещества контролируют ее активность. Природой предусмотрено несколько таких механизмов, в том числе и метилирование, о котором речь пойдет ниже. Существуют и другие эпигенетические механизмы, поскольку разные гены участвуют в разных ступенях развития организма. А старение — это тоже естественный этап развития.
Эпигенетические особенности могут наследоваться потомством. Они отвечают за сохранение или снижение физических, или когнитивных функций, а потому играют такую важную роль в механизме старения.
Важнейшим процессом при этом является метилирование ДНК. Это процесс, при котором происходит модификация этой молекулы, в том числе за счет добавления метильных групп. При этом сама нуклеотидная последовательность остается неизменной. Таким образом, метилирование можно определить как часть эпигенетической составляющей генома. Изменения в метилировании напрямую связаны со старением. Иногда их считают биомаркерами такого процесса. Изучение метилирования и эпигенетических часов позволит человечеству ответить на вопрос, возможно ли продлить физическое состояние, соответствующее молодому возрасту.
Как проводилось исследование
Команда ученых, которую возглавила Чандра Рейнольдс (Chandra Reynolds), профессор психологии из UCR, изучали метилирование ДНК в течение десяти лет у 96 пар однополых близнецов соответствующего возраста, живущих в Швеции и Дании. Первое исследование показало степень воздействия экологического и генетического воздействия на процесс метилирования ДНК.
Ученые выяснили, что у стареющих близнецов, участвовавших в исследовании, были индивидуальные отличия в метилировании ДНК крови, причем были измерены показатели 350 тысяч участков. Эти различия в позднем возрасте частично наследуются, и в долгосрочном плане – как минимум на протяжении десятилетия – они сохраняются (с 69 до 79 лет). Эти результаты важны тем, что они помогают понять, как генетические и экологические факторы влияют на динамику метилирования и на стабильность процессов. Это позволяет заложить основы следующих исследований, которые будут уже проведены в других популяциях.
Профессор Чандра Рейнольдс, эксперт по когнитивному старению, также сообщила следующее
Выводы ученых о том, что участки, связанные с возрастом, относятся к числу наиболее наследуемых, поддерживается другими факторами — например, тем, что генетическое регулирование скорости, с которой протекает биологическое старение, распространяется и на другие процессы. В том числе, на то, как люди реагируют на экологические проблемы и даже на воздействие вирусов (среди них и печально известный COVID- 19). Таким образом, у адаптации организма к старению и к болезням механизм очень похож, в том числе и за счет того, что имунно-воспалительный ответ и устойчивость к болезни, так же как и другие адаптационный механизмы, регулируются генетически.
Профессор объясняет, что с возрастом происходят изменения в паттернах метилирования. Они могут частично объясняться появлением нового опыта и особенностей поведения. Но даже в более позднем возрасте, помимо этих факторов, есть различия в метилировании объясняются и наследуемыми факторами.
Таким образом, генетические факторы обеспечивают определенную стабильность, в то время как увеличивается роль других факторов и накапливаются изменения. То есть генетический вклад стабилен, в той или иной мере он передается всем братьям и сестрам. Но появляются со временем уникальные для каждого человека факторы, и они в и тоге играют главную роль.
Исследования, о которых говорит Рейнольдс, проводились целой группой ученых. Следует упомянуть Лене Кристиансен и Якоба Хьельмборга из Университета Южной Дании, Нэнси Педерсен и Сару Хэгг из Каролинского института (Швеция) и других. Близнецы, участвовавшие в исследовании, были отобраны из соответствующих датских и шведских программ. Совместная работа проводилась при поддержке Национального института старения.
