ما هو عمرك البيولوجي؟ "ساعة الشيخوخة" الجديدة لديها الجواب

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

كم عمرك حقا؟

يبدو وكأنه سؤال بسيط. إنه يعتمد على وقت ولادتك. ومع ذلك ، فنحن جميعًا نعرف أشخاصًا يبدون أصغر من عمرهم الزمني. لديهم بشرة وشعر مشع. يبدو أنهم أكثر حدة مما قد يوحي به سنهم. إنهم نشيطون للغاية وطاقة مذهلة.

لماذا ا؟ أظهرت الدراسات مرارًا وتكرارًا أن الخلايا والأنسجة والأشخاص لديهم "عمر بيولوجي" قد يتوافق أو لا يتوافق مع عمرهم من حيث أعياد الميلاد. طول العمر لاحظ العلماء. عندما ينظرون إلى ما يجعلنا نتقدم في العمر ، ينبثق مقياس رئيسي واحد: ساعة الشيخوخة البيولوجية - مقياس يعكس عمر جسمك بغض النظر عن سنواتك على الأرض.

واحدة من أكثر الساعات شيخوخة شيوعًا تغوص في أعماق خلايانا. مع تقدمنا في العمر ، تضيف الجينومات لدينا قطعًا من المواد الكيميائية التي تغير التعبير الجيني. هذه العلامات ، التي يطلق عليها تعديلات فوق جينية ، عادة ما يتم تشغيلها وإيقافها مثل الفيلكرو. ولكن مع تقدم العمر ، تضيف أجزاء معينة من الجينوم المزيد من القطع ، والتي تعمل بشكل أساسي على إيقاف عمل الجينات.

بمعنى آخر ، تتمتع خلايانا بعمر جيني (EpiAge). ولكن ماذا تعني الساعة ، إن وجدت ، لطول العمر؟

قابل صانع الساعات

كان الدكتور ستيف هورفاث يتطلع إلى إطالة العمر منذ أن كان مراهقًا. عالم الرياضيات الحيوية ، وضع عينيه على استخدام النمذجة الحسابية والذكاء الاصطناعي من أجل "فهم كيفية إطالة العمر."

ولكن للعثور على المفتاح ، كان بحاجة إلى التركيز. نشأت فكرة هورفاث من علم التخلق - وهي طريقة قوية تتحكم أجسامنا بها في تعبير الحمض النووي دون تغيير خيوط الحمض النووي نفسها. علم التخلق هو رقصة سلسة للغاية ، مع مكونات كيميائية متعددة تلتصق أو تسقط من خيوط الحمض النووي. يتغير الرقص اللاجيني مع تقدم العمر ، على الرغم من أن بعض التغييرات تبدو متسقة مع مرور الوقت. دفع هذا هورفاث إلى التساؤل: هل يمكننا استخدام هذه العلامات اللاجينية لقياس عمر الخلية؟

على ما يبدو ، الجواب هو نعم. بعد جمع وتحليل أكثر من 13,000 عينة بشرية ، وجد هورفاث شريط قياس مثير للإعجاب للشيخوخة. كان المفتاح هو نوع من التعديل الوراثي فوق الجيني يسمى الميثيل ، والذي يميل إلى الاستناد على بقع الحمض النووي التي يطلق عليها جزر CpG. (نحتاج جميعًا إلى عطلة صيفية!)

طور فريقه خوارزمية للعمر البيولوجي - ساعة بيولوجية خلوية - أثارت إعجاب الباحثين في مجال طول العمر بدقتها في جميع أنحاء الجسم. بدلاً من استخدام EpiAge لمرة واحدة ، يبدو أنه يعمل مع أعضاء وأنسجة متعددة ، مما قد يسلط الضوء على كيفية حدوث الشيخوخة.

"أردت تطوير طريقة تعمل في العديد من الأنسجة أو معظمها. قال هورفاث في ذلك الوقت: لقد كان مشروعًا محفوفًا بالمخاطر.

كان متوسط خطأ الساعة 3.6 سنة ، مما يعني أنه يمكن قياس عمر الشخص في غضون 43 شهرًا. والأكثر إثارة للإعجاب أن الساعة استخدمت نموذجًا إحصائيًا بسيطًا ، والذي نظر في نوع معين من التعديل اللاجيني - مثيلة الحمض النووي - في موقعين مستهدفين فقط على الحمض النووي. كل ما تطلبه الأمر كان عينة من اللعاب. بمزيد من العمل ، وجد هورفاث المزيد من الأنماط التي تعكس عمر أنواع معينة من الخلايا ، مثل الخلايا العصبية وخلايا الدم. قال كيفن براينت من Zymo Research ، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية في إرفين ، كاليفورنيا ، إن الاختبار كان "جيدًا بشكل مذهل". في الموعد.

بدأت EpiAge أيضًا في النظر تحت الحجاب. قال المؤلفون: "يُشار إلى التناقض بين العمر اللاجيني كما تم تقديره بواسطة هذه الساعات ، والعمر الزمني على أنه تسريع EpiAge". "ربطت الدراسات الوبائية بين تسارع EpiAge ومجموعة واسعة من الأمراض والحالات الصحية ونمط الحياة والحالة العقلية والعوامل البيئية ، مما يشير إلى أن الساعات اللاجينية تستفيد من العمليات البيولوجية الحرجة التي تشارك في الشيخوخة."

ومع ذلك ، بقي سؤال صارخ: ما الذي تقيسه ساعة EpiAge بالضبط؟

بصمات الشيخوخة

إذا كنت تواجه مشكلة في ربط التعديلات فوق الجينية بالشيخوخة ، فأنا أشعر أنك. كيف ولماذا يغير ما هو أساسًا "مغناطيس الثلاجة" للجينوم أي شيء؟

اسمحوا لي أن أقدم لكم عجلة الشيخوخة.

بالتكبير في جيناتنا ، يصبح الجينوم أكثر استقرارًا - مما يعني أن هناك فرصًا أكبر للطفرات. التيلوميرات ، الغطاء الواقي على الجينات ، تتلاشى. تبدأ البروتينات في التصرف بشكل غير مستقر ، وتتشكل أحيانًا في كتل تسد نظام التخلص من نفايات الخلية ، مما قد يؤدي إلى الزهايمر وغيرها من الاضطرابات العصبية. مصنع الطاقة في الخلية ، الميتوكوندريا ، تتلاشى وتعطل. لم تعد الخلايا قادرة على الشعور بالمغذيات التي تطفو حولها. والأسوأ من ذلك ، أن بعض الخلايا تستسلم تمامًا وتتحول إلى "خلايا زومبي" شائخة - فهي لا تموت ، لكنها لا تؤدي وظائفها الطبيعية ، وبدلاً من ذلك تنفث المواد الكيميائية المناعية السامة.

الشيء هو أننا لا نعرف سبب حدوث هذه الأنواع المختلفة من سلوكيات الشيخوخة. وعند قياس العمر ، لا نعرف كيف تتوافق الساعات القديمة مع هذه السمات المميزة. هذا جزئيًا سبب وجود العديد من الساعات القديمة. EpiAge واحد. آخر (لا يمزح) الجلد والدم، والذي "يتوقع العمر ويتعلق بالعديد من الحالات المرتبطة بالعمر".

In دراسة جديدة، نشرت في شيخوخة الطبيعةوهورفاث والدكتور كين راج في Altos Labs اتخذوا الخطوة الأولى في ربط الساعة اللاجينية بسمات الشيخوخة. باستخدام الخلايا البشرية المتبرع بها من 14 شخصًا سليمًا - نمت داخل حاويات في المختبر - قام الفريق بتقسيم الخلايا إلى أربع مجموعات. أحدهما تعرض للإشعاع ، والآخر تم تعديله ليصبح سرطانيًا ، والثالث تحول إلى خلايا شيخوخة "زومبي". المجموعة الرابعة تركت وحدها دون أي علاج.

أوضح المؤلفون أن هذه العلاجات تعكس السمات المميزة الرئيسية للشيخوخة. الإشعاع بجرعات صغيرة ، على سبيل المثال ، يزعزع استقرار الجينوم الذي يحاكي الشيخوخة ، وتصبح الخلايا شيخوخة لمدة أسبوعين فقط. كما تتقدم الخلايا الشبيهة بالسرطان بشكل كبير في غضون أيام قليلة. ومع ذلك ، من المدهش أن الخلايا لم تتقدم في العمر وفقًا لـ EpiAge ، حتى عند اختبارها في خلايا أخرى. قال المؤلفون: "هذه النتائج ، التي تم الحصول عليها من خلال الاستقصاء باستخدام خلايا أولية مختلفة للإنسان والفأر وجرعات وأنظمة إشعاع متعددة ، توضح أن الشيخوخة اللاجينية ... لا تتأثر بعدم الاستقرار الجيني الناجم عن فواصل الحمض النووي الناجم عن الإشعاع".

بعبارة أخرى ، ما يقيسه EpiAge - التغييرات التي تطرأ على CpG epigenome للخلية - لا يتنبأ بالضرورة بحالة شيخوخة الخلية "الزومبي". وبالمثل ، لا يبدو أن الساعة تتوافق مع مشاكل التيلومير أو استقرار الجينوم العام.

ماذا تطابق؟ طاقة. وبتفكيكها ، يرتبط EpiAge بقدرة الخلية على الشعور بالمغذيات - وهي إشارة رئيسية تخبرها بالنمو أو التكاثر أو الذبول. عامل آخر هو نشاط الميتوكوندريا ، الذي يولد الطاقة للخلية. أخيرًا ، يبدو أن EpiAge يعكس أيضًا كمية الخلايا الجذعية في العينات ، والتي تتغير بدءًا من وقت مبكر.

قال المؤلفون: "إن ملاحظة أن الشيخوخة تبدأ في وقت مبكر جدًا من الحياة ممكنة لأنه يمكن الآن قياس العمر بناءً على بيولوجيا الخلية بدلاً من مرور الوقت". بالنسبة لساعات التقادم ، "يسمح هذا القياس باستجواب الرابط بين العمر وطول العمر."

في حين أن تقادم الساعات أصبحت شائعة بشكل متزايد ، فإن السؤال هو بالضبط ما الذي يقيسه كل منها. "الإثارة التي أعقبت تطور الساعات اللاجينية كانت مشوبة بعدم اليقين فيما يتعلق بمعنى قياساتها."

هذه الدراسة هي واحدة من أولى الدراسات التي تربط ساعة الشيخوخة القوية بسمات الشيخوخة. كتب المؤلفون: "إن ارتباط الشيخوخة فوق الجينية بأربعة من السمات المميزة للشيخوخة يشير إلى أن هذه السمات المميزة مرتبطة أيضًا بشكل متبادل على مستويات أعمق".

بعبارة أخرى ، بدأنا في النظر إلى ما يوحد الأوردة المتعددة للشيخوخة. قال المؤلفون: "إن عدم وجود صلة بين السمات المميزة للشيخوخة الأخرى والشيخوخة اللاجينية يشير إلى أن الشيخوخة هي نتيجة لآليات متعددة الموازية". قد يكون البعض بسبب التغيرات اللاجينية. البعض الآخر ببساطة بسبب البلى. جلب الأكوان المتعددة الشيخوخة من الجنون.

الصورة الائتمان: Icons8_team تبدأ من Pixabay

الطابع الزمني: 24 مايو 2022