Часы старения могут измерять биологический возраст человека с высокой точностью. На биологический возраст могут влиять факторы окружающей среды, такие как курение или диета, что приводит к отклонению от хронологического возраста, который рассчитывается с использованием даты рождения. Точность этих часов старения позволяет предположить, что процесс старения следует определенной программе. Ученые Дэвид Мейер и профессор д-р Бьорн Шумахер из CECAD, группы передовых исследований клеточных стрессовых реакций при заболеваниях, связанных со старением Кельнского университета, теперь обнаружили, что часы старения на самом деле измеряют увеличение стохастических изменений в клетках. Исследование «Часы старения, основанные на накоплении стохастических вариаций», опубликовано в журнале Природное старение.
«Старение запускается, когда строительные блоки наших клеток повреждаются. Место возникновения этих повреждений по большей части случайно. Наша работа сочетает точность часов старения с накоплением полностью стохастических изменений в наших клетках», — сказал профессор Шумахер.
Меньше проверок, больше шума
С возрастом контроль над процессами, происходящими в наших клетках, становится менее эффективным, что приводит к более стохастическим результатам. Особенно это проявляется при накоплении стохастических изменений метилирования ДНК. Метилирование относится к химическим изменениям, которые влияют на ДНК, строительные блоки генома. Эти процессы метилирования строго регулируются внутри организма. Однако в течение жизни в закономерностях метилирования происходят случайные изменения. Накопление вариаций является высокоточным индикатором возраста человека.
Утрата контроля над клетками и увеличение стохастических вариаций не ограничиваются метилированием ДНК. Мейер и Шумахер демонстрируют, что увеличение стохастических изменений активности генов можно использовать как часы старения. «В принципе, было бы целесообразно пойти еще дальше, позволив стохастическим изменениям любого процесса в клетке предсказывать возраст», — сказал Шумахер. По мнению авторов, прежде всего крайне важно выяснить, могут ли такие часы старения показать успех вмешательств, замедляющих процесс старения, или вредных факторов, ускоряющих старение.
Используя доступные наборы данных, ученые показали, что курение увеличивает случайные изменения у людей и что «антивозрастные» вмешательства, такие как снижение потребления калорий у мышей, уменьшают вариации в моделях метилирования. Они также показали, что стохастический шум обратим даже посредством перепрограммирования клеток организма в стволовые клетки. Ученые сравнили фибробласты кожи человека, которые были перепрограммированы в стволовые клетки и в результате перепрограммирования омолаживаются. Высокая вариация, указывающая на возраст клеток тела, действительно сменилась низким стохастическим шумом молодых стволовых клеток.
Мейер и Шумахер надеются, что их выводы о потере регуляции и накоплении стохастических изменений приведут к новым вмешательствам, которые смогут устранить первопричину старения и даже привести к клеточному омоложению. Целью таких вмешательств может быть восстановление стохастических изменений в ДНК или улучшение контроля экспрессии генов.
2024-05-09 15:07:40
1715603122
#Как #тикают #часы #биологического #старения
