Mis on teie bioloogiline vanus? Uuel vananeval kellal on vastus

Kui vana sa tegelikult oled?

Tundub lihtne küsimus. See põhineb sellel, millal olete sündinud. Ometi teame me kõik inimesi, kes tunduvad oma kronoloogilisest vanusest palju nooremad. Neil on särav nahk ja juuksed. Nad tunduvad teravamad, kui nende vanus eeldab. Nad on väga aktiivsed ja hämmastava energiaga.

Miks? Uuringud on korduvalt näidanud, et rakkudel, kudedel ja inimestel on "bioloogiline vanus", mis võib, kuid ei pruugi vastata nende sünnipäevade vanusele. Pikaealisus teadlased on teadmiseks võtnud. Kui nad uurivad, mis paneb meid vananema, kerkib esile üks peamine mõõdik: bioloogiline vananemise kell – mõõt, mis peegeldab teie keha vanust olenemata teie Maal elatud aastatest.

Üks populaarsemaid vananemiskelli sukeldub sügavale meie rakkudesse. Vananedes lisavad meie genoomid kemikaale, mis muudavad nende geeniekspressiooni. Need markerid, mida nimetatakse epigeneetilisteks modifikatsioonideks, lihtsalt kleepuvad sisse ja maha nagu Velcro. Kuid vanusega lisavad teatud genoomi killud palju rohkem tükke, mis sisuliselt töötavad geenide väljalülitamiseks.

Teisisõnu, meie rakkudel on epigeneetiline vanus (EpiAge). Aga mida, kui üldse, tähendab kell pikaealisuse jaoks?

Saage tuttavaks kellameistriga

Dr Steve Horvath on oma eluea pikendamisel silma peal hoidnud juba teismeeast peale. Biomatemaatikuna pani ta silmad arvutusmodelleerimise ja tehisintellekti kasutamisele, et "mõista, kuidas eluiga pikendada."

Kuid võtme leidmiseks vajas ta keskendumist. Horvathi idee tulenes epigeneetikast – võimsast viisist, kuidas meie keha kontrollib DNA ekspressiooni ilma DNA ahelaid endid muutmata. Epigeneetika on äärmiselt sujuv tants, kus mitmed keemilised komponendid kinnituvad DNA ahelatele või kukuvad sealt maha. Epigeneetiline tants muutub vanusega, kuigi mõned muutused tunduvad aja jooksul järjepidevad. See pani Horvathi küsima: kas me saame neid epigeneetilisi markereid kasutada raku vanuse mõõtmiseks?

Ilmselt on vastus jah. Pärast üle 13,000 XNUMX inimproovi kogumist ja analüüsimist leidis Horvath muljetavaldava vananemise mõõtelindi. Võti oli teatud tüüpi epigeneetiline modifikatsioon, mida nimetatakse metüülimiseks, mis kipub toetuma DNA täppidele, mida nimetatakse CpG saarteks. (Me kõik vajame suvepuhkust!)

Tema meeskond töötas välja bioloogilise vanuse algoritmi – rakulise bioloogilise kella –, mis avaldas pikaealisuse uurijatele muljet oma täpsusega kogu kehas. Ühekordse asemel näib, et EpiAge töötab mitme elundi ja kudede jaoks, andes potentsiaalselt valgust vananemise kohta.

"Tahtsin välja töötada meetodi, mis töötaks paljudes või enamikes kudedes. See oli väga riskantne projekt,” ütles Horvath toona.

Kella mediaanviga oli napp 3.6 aastat, mis tähendab, et see võiks mõõta inimese vanust 43 kuu jooksul. Veelgi muljetavaldavam oli see, et kell kasutas lihtsat statistilist mudelit, mis vaatles teatud tüüpi epigeneetilist modifikatsiooni - DNA metüülimist - ainult kahes DNA sihtpunktis. Vaja oli vaid süljeproovi. Suurema tööga leidis Horvath veelgi rohkem mustreid, mis peegeldasid teatud tüüpi rakkude vanust, näiteks neuronid ja vererakud. Test oli "hämmastavalt hea," ütles Kevin Bryant Californias Irvine'is asuvas biotehnoloogiaettevõttes Zymo Research. sellel ajal.

EpiAge hakkas ka loori alla vaatama. "Nende kellade järgi hinnatud epigeneetilise vanuse ja kronoloogilise vanuse lahknevust nimetatakse EpiAge'i kiirenduseks," ütlesid autorid. "Epidemioloogilised uuringud on seostanud EpiAge'i kiirenemist paljude patoloogiate, tervislike seisundite, elustiili, vaimse seisundi ja keskkonnateguritega, mis näitab, et epigeneetilised kellad puudutavad kriitilisi bioloogilisi protsesse, mis on seotud vananemisega."

Siiski jäi üks silmatorkav küsimus: mida täpselt EpiAge'i kell mõõdab?

Vananemise tunnused

Kui teil on raskusi epigeneetiliste modifikatsioonide seostamisega vananemisega, siis ma tunnen seda. Kuidas ja miks genoomi põhiliselt "külmkapimagnetid" midagi muudavad?

Lubage mul tutvustada teile vananemise ratast.

Meie geenidele sisse suumides muutub genoom ebastabiilsemaks – see tähendab, et mutatsioonide tekkevõimalused on suuremad. Telomeerid, geenide kaitsekork, lähevad laiali. Valgud hakkavad käituma ootamatult, moodustades mõnikord tükke, mis ummistavad raku jäätmekäitlussüsteemi, mis võib põhjustada Alzheimeri ja muud neurodegeneratiivsed häired. Raku energiatehas, mitokondrid, pritsud ja talitlushäired. Rakud ei tunne enam ümberringi hõljuvaid toitaineid. Veelgi hullem on see, et mõned rakud loobuvad täielikult ja muutuvad vananevateks "zombirakkudeks" - nad ei sure, kuid ei täida normaalseid funktsioone, selle asemel paiskavad välja mürgiseid immuunkemikaale.

Asi on selles, et me ei tea, miks seda tüüpi vananemiskäitumine juhtub. Ja vanuse mõõtmisel me ei tea, kuidas vananevad kellad nendele tunnustele vastavad. Osaliselt on see põhjus, miks on olemas mitu vananevat kella. EpiAge on üks. Teine on (ei tee nalja) Nahk ja veri, mis "ennustab eluiga ja on seotud paljude vanusega seotud seisunditega."

In uus uuring, avaldatud Looduse vananemine, Horvath ja dr Ken Raj Altos Labsis tegid esimese sammu epigeneetilise kella sidumisel vananemise tunnustega. Kasutades 14 terve inimese annetatud inimrakke, mida kasvatati laboris konteinerites, jagas meeskond rakud nelja rühma. Üks oli kiiritatud, teine ​​muudeti vähkkasvajaks ja kolmas muutus "zombideks" vananevateks rakkudeks. Neljas rühm jäeti üksi ilma igasuguse ravita.

Autorid selgitasid, et need ravimeetodid peegeldavad vananemise peamisi tunnuseid. Näiteks väikestes annustes kiirgus destabiliseerib vananemist jäljendavat genoomi ja rakud vananesid vaid kahe nädala pärast. Ka vähilaadsed rakud vananesid tugevalt vaid mõne päevaga. Kuid üllatavalt ei vananenud rakud vastavalt EpiAge'ile, isegi kui neid testiti teistes rakkudes. "Need tulemused, mis on saadud erinevate primaarsete inimese ja hiire rakkude ning mitmete kiirgusdooside ja -režiimide uurimisel, näitavad, et epigeneetilist vananemist ei mõjuta kiirgusest põhjustatud DNA katkestuste põhjustatud genoomne ebastabiilsus," ütlesid autorid.

Teisisõnu, see, mida EpiAge mõõdab – muutused raku CpG epigenoomis – ei pruugi tingimata ennustada raku "zombi" vananemise staatust. Samuti tundus, et kell ei vasta telomeeriprobleemidele ega üldisele genoomi stabiilsusele.

Mis sobis? Energia. Selle lagunemisel seostatakse EpiAge raku võimega tajuda toitaineid – see on võtmesignaal, mis käsib rakul kasvada, paljuneda või tõmbuda. Teine seos on mitokondrite aktiivsus, mis genereerib rakule energiat. Lõpuks näib, et EpiAge peegeldab ka tüvirakkude hulka proovides, mis muutub varakult.

"Täheldamine, et vananemine algab nii varakult, on võimalik, sest nüüd saab vanust mõõta raku bioloogia, mitte aja möödumise põhjal," ütlesid autorid. Vananevate kellade puhul "võimaldab see mõõtmine uurida seost vanuse ja pikaealisuse vahel."

Kuigi vananevad kellad muutuvad üha enam peavooluks, on küsimus selles, mida igaüks täpselt mõõdab. "Epigeneetiliste kellade väljatöötamisele järgnenud põnevus on varjutatud ebakindlusega nende mõõtmiste tähenduse osas."

See uuring on üks esimesi, mis seob võimsa vananemise kella vananemise tunnustega. "Epigeneetilise vananemise seos nelja vananemise tunnusega tähendab, et need tunnused on omavahel seotud ka sügavamal tasandil," kirjutasid autorid.

Teisisõnu, oleme hakanud uurima, mis ühendab vananemise mitut soont. "Seose puudumine teiste vananemistunnuste ja epigeneetilise vananemise vahel viitab sellele, et vananemine on mitme paralleelse mehhanismi tagajärg," ütlesid autorid. Mõned võivad olla tingitud epigeneetilistest muutustest; teised lihtsalt kulumise tõttu. Too esile hullumeelsuse vananev multiversum.

Image Credit: Icons8_team Alates Pixabay

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://singularityhub.com/2022/05/24/whats-your-biological-age-a-new-aging-clock-has-the-answer/