Jaki jest Twój wiek biologiczny? Nowy „starzejący się zegar” ma odpowiedź PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Jaki jest Twój wiek biologiczny? Nowy „starzejący się zegar” ma odpowiedź

Znacznik czasu: 24 maja 2022 r. 10:00
długowieczność starzenia się zegara

Ile naprawde masz lat?

Wydaje się, że to proste pytanie. Opiera się na tym, kiedy się urodziłeś. Jednak wszyscy znamy ludzi, którzy wydają się znacznie młodsi niż ich wiek metrykalny. Mają promienną skórę i włosy. Wydają się ostrzejsze, niż sugerowałby ich wiek. Są bardzo aktywne i mają zadziwiającą energię.

Czemu? Badania wielokrotnie wykazały, że komórki, tkanki i ludzie mają „wiek biologiczny”, który może, ale nie musi, odpowiadać ich wieku pod względem urodzin. Długowieczność naukowcy zauważyli. Gdy przyjrzą się temu, co sprawia, że ​​się starzejemy, pojawia się jedna główna miara: biologiczny zegar starzenia — miara, która odzwierciedla wiek twojego ciała niezależnie od lat spędzonych na Ziemi.

Jeden z najpopularniejszych zegarów starzenia zanurza się głęboko w naszych komórkach. Z wiekiem nasze genomy dodają kawałki substancji chemicznych, które zmieniają ekspresję ich genów. Te markery, nazwane modyfikacjami epigenetycznymi, zwykle po prostu przyczepiają się i odpinają jak rzepy. Ale wraz z wiekiem niektóre fragmenty genomu dodają znacznie więcej kawałków, co zasadniczo działa w celu odcięcia genów.

Innymi słowy, nasze komórki mają wiek epigenetyczny (EpiAge). Ale co, jeśli w ogóle, oznacza zegar dla długowieczności?

Poznaj zegarmistrza

Dr Steve Horvath miał na celu wydłużenie życia, odkąd był nastolatkiem. Biomatematyk, zainteresował się modelowaniem obliczeniowym i sztuczną inteligencją, aby „zrozumieć, jak przedłużyć życie."

Ale żeby znaleźć klucz, potrzebował skupienia. Pomysł Horvatha wywodzi się z epigenetyki — potężnego sposobu, w jaki nasze ciała kontrolują ekspresję DNA bez zmiany samych nici DNA. Epigenetyka to niezwykle płynny taniec, w którym wiele składników chemicznych przyczepia się lub odpada z nici DNA. Taniec epigenetyczny zmienia się wraz z wiekiem, choć niektóre zmiany wydają się spójne w czasie. To skłoniło Horvatha do pytania: czy możemy wykorzystać te markery epigenetyczne do oceny wieku komórki?

Najwyraźniej odpowiedź brzmi tak. Po zebraniu i przeanalizowaniu ponad 13,000 XNUMX ludzkich próbek Horvath znalazł imponującą taśmę pomiarową do starzenia się. Kluczem był rodzaj modyfikacji epigenetycznej zwanej metylacją, która zwykle opiera się na plamkach DNA zwanych wyspami CpG. (Wszyscy potrzebujemy letniej przerwy!)

Jego zespół opracował algorytm wieku biologicznego — komórkowy zegar biologiczny — który zaimponował badaczom długowieczności swoją dokładnością w całym ciele. Zamiast jednorazowo, EpiAge wydaje się działać na wiele narządów i tkanek, potencjalnie rzucając światło na to, jak zachodzi proces starzenia.

„Chciałem opracować metodę, która zadziała w wielu lub większości tkanek. To był bardzo ryzykowny projekt” – powiedział wtedy Horvath.

Mediana błędu zegara wynosiła nędzne 3.6 roku, co oznacza, że ​​mógł zmierzyć wiek osoby w ciągu 43 miesięcy. Co jeszcze bardziej imponujące, zegar wykorzystywał prosty model statystyczny, który analizował pewien rodzaj modyfikacji epigenetycznej — metylację DNA — w zaledwie dwóch docelowych miejscach DNA. Wystarczyła próbka śliny. Przy większej ilości pracy Horvath znalazł jeszcze więcej wzorców, które odzwierciedlały wiek niektórych typów komórek, takich jak neurony i komórki krwi. Test był „niesamowicie dobry”, powiedział Kevin Bryant z Zymo Research, firmy biotechnologicznej z Irvine w Kalifornii wtedy.

EpiAge również zaczął szukać pod zasłoną. „Rozbieżność między wiekiem epigenetycznym szacowanym przez te zegary a wiekiem chronologicznym jest określana jako przyspieszenie EpiAge” – powiedzieli autorzy. „Badania epidemiologiczne powiązały przyspieszenie EpiAge z szeroką gamą patologii, stanów zdrowia, stylu życia, stanu psychicznego i czynników środowiskowych, wskazując, że zegary epigenetyczne wykorzystują krytyczne procesy biologiczne, które są zaangażowane w starzenie się”.

Pozostało jednak jedno rażące pytanie: co dokładnie mierzy zegar EpiAge?

Cechy starzenia się

Jeśli masz problem z powiązaniem zmian epigenetycznych ze starzeniem się, czuję cię. Jak i dlaczego to, co w istocie jest „magnesami na lodówkę” dla genomu, może coś zmienić?

Pozwól, że przedstawię Ci koło starzenia.

Powiększając nasze geny, genom staje się bardziej niestabilny, co oznacza, że ​​istnieje więcej szans na mutacje. Telomery, osłona ochronna genów, marnują się. Białka zaczynają zachowywać się krzywo, czasami tworząc grudki, które zatykają system utylizacji odpadów komórki, potencjalnie prowadząc do Alzheimera i inne zaburzenia neurodegeneracyjne. Fabryka energii komórki, mitochondria, rozpryski i awarie. Komórki nie wyczuwają już unoszących się składników odżywczych. Co gorsza, niektóre komórki całkowicie się poddają i zamieniają w starzejące się „komórki zombie” — nie umierają, ale nie wykonują normalnych funkcji, zamiast tego wyrzucają toksyczne chemikalia odpornościowe.

Chodzi o to, że nie wiemy, dlaczego zdarzają się te różne rodzaje zachowań związanych ze starzeniem się. A mierząc wiek, nie wiemy, jak starzejące się zegary odpowiadają tym cechom. Częściowo dlatego istnieje wiele starzejących się zegarów. Jednym z nich jest EpiAge. Inny jest (nie żartuję) Skóra i krew, który „przewiduje długość życia i odnosi się do wielu schorzeń związanych z wiekiem”.

In nowe badanie, opublikowane w Starzenie się naturyHorvath i dr Ken Raj z Altos Labs zrobili pierwszy krok w kierunku powiązania zegara epigenetycznego z cechami charakterystycznymi starzenia. Wykorzystując ludzkie komórki od 14 zdrowych osób – wyhodowane w pojemnikach w laboratorium – zespół podzielił komórki na cztery grupy. Jedna została zarażona promieniowaniem, druga została zmieniona, aby stać się rakowa, a trzecia zamieniła się w starzejące się komórki „zombie”. Czwarta grupa została sama bez żadnego leczenia.

Te zabiegi odzwierciedlają główne cechy starzenia się, wyjaśniają autorzy. Na przykład promieniowanie w małych dawkach destabilizuje genom, który naśladuje starzenie się, a komórki starzeją się już po dwóch tygodniach. Komórki rakopodobne również mocno starzeją się w ciągu zaledwie kilku dni. Jednak, co zaskakujące, komórki nie starzały się zgodnie z EpiAge, nawet podczas testowania na innych komórkach. „Te wyniki, uzyskane w wyniku badań z wykorzystaniem różnych pierwotnych komórek ludzkich i mysich oraz wielu dawek i schematów promieniowania, pokazują, że na starzenie epigenetyczne… nie ma wpływu niestabilność genomowa wywołana przerwami DNA wywołanymi promieniowaniem” – powiedzieli autorzy.

Innymi słowy, to, co mierzy EpiAge — zmiany w epigenomie CpG komórki — niekoniecznie przewiduje stan starzenia się komórki „zombie”. Podobnie zegar nie pasował do problemów z telomerami lub ogólnej stabilności genomu.

Co się zgadzało? Energia. Rozkładając go, EpiAge wiąże się ze zdolnością komórki do wyczuwania składników odżywczych — kluczowym sygnałem, który mówi jej, by rosła, rozmnażała się lub kurczyła. Kolejnym skojarzeniem jest aktywność mitochondriów, która generuje energię dla komórki. Wreszcie, EpiAge wydaje się również odzwierciedlać ilość komórek macierzystych w próbkach, która zmienia się wcześnie.

„Obserwacja, że ​​starzenie się zaczyna się tak wcześnie, jest możliwa, ponieważ wiek można teraz mierzyć na podstawie biologii komórki, a nie upływu czasu” – powiedzieli autorzy. W przypadku starzejących się zegarów „ten pomiar pozwala na zbadanie związku między wiekiem a długowiecznością”.

Podczas gdy starzejące się zegary stają się coraz bardziej popularne, pytanie brzmi, co dokładnie każdy z nich mierzy. „Ekscytacja towarzysząca rozwojowi zegarów epigenetycznych była zabarwiona niepewnością co do znaczenia ich pomiarów”.

To badanie jest jednym z pierwszych, które łączy potężny zegar starzenia się z cechami charakterystycznymi starzenia. „Połączenie starzenia epigenetycznego z czterema cechami charakterystycznymi starzenia sugeruje, że cechy te są również wzajemnie powiązane na głębszych poziomach” – napisali autorzy.

Innymi słowy, zaczęliśmy zaglądać w to, co łączy wiele żył starzenia się. „Brak związku między innymi cechami charakterystycznymi starzenia a starzeniem się epigenetycznym sugeruje, że starzenie się jest konsekwencją mechanizmów wielorównoległych” – powiedzieli autorzy. Niektóre mogą być spowodowane zmianami epigenetycznymi; inne po prostu z powodu zużycia. Sprowadź starzejący się wieloświat szaleństwa.

Kredytowych Image: Icons8_zespół od Pixabay

Znak czasu:

Więcej z Centrum osobliwości