Биологическое старение долгое время считалось генетически запрограммированным процессом, но новое исследование показывает, что ключевую роль играют циркадные ритмы, время года и загрязнители. Учёные Королевского колледжа Лондона проанализировали данные 335 женщин-близнецов за восемь лет и выявили, что изменения экспрессии генов и метаболитов зависят от состава клеток, сезона и воздействия токсинов. Работа опубликована в журнале Science и открывает путь к ранней диагностике возрастных заболеваний. «Биологическое старение представляет собой динамичный и индивидуализированный процесс», — подчёркивают авторы.
Как сообщает портал Vademecum со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Science, учёные использовали данные проекта MultiMuTHER на базе когорты TwinsUK. В выборку вошли 335 женщин-близнецов, у которых в течение до восьми лет не менее трёх раз брали образцы крови для РНК-секвенирования и метаболомного анализа. Это наиболее масштабное продольное молекулярное исследование процессов старения человека на сегодняшний день.
Какие молекулярные изменения происходят с возрастом?
Исследователи выявили 5 061 ген и 181 метаболит, уровни которых менялись с течением времени. При этом индивидуальные траектории старения в ряде случаев расходились с общей тенденцией для всей группы. Изменения экспрессии генов существенно различались в зависимости от типа клеток, особенно в компонентах врождённого и адаптивного иммунитета. Гены, изменявшиеся со временем, были связаны с биологическими процессами, имеющими отношение к старению, включая кардиометаболические и нейродегенеративные заболевания.
Как циркадные ритмы и сезон влияют на старение?
Авторы обнаружили связь части молекулярных изменений с циркадными ритмами и временами года. Сезонные колебания были связаны с экспрессией 25% изученных генов и уровнями 24% метаболитов, а циркадные ритмы – с 26% генов и 39% метаболитов. Это означает, что внутренние биологические часы и смена сезонов могут ускорять или замедлять процессы старения на молекулярном уровне.
Какую роль играют загрязнители?
На молекулярные показатели влияли и факторы окружающей среды. Концентрация пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС) — стойких загрязнителей — снижалась со временем, что исследователи связывают с ограничением их использования в Великобритании. Изменения концентрации ПФАС были связаны с экспрессией 1,5% генов и уровнем 3% метаболитов. То есть даже небольшое воздействие токсинов оставляет след на молекулярном уровне.
Что остаётся неизменным и зависит от генетики?
Для 128 генов и двух метаболитов были выявлены изменения, зависящие от генотипа. Это лишь малая часть от общего числа переменных. Интеграция данных разных молекулярных уровней также выявила общие факторы, связанные со старением, индексом массы тела и сахарным диабетом 2-го типа. Генетика не является определяющей — большинство изменений обусловлено внешними и внутренними ритмами.
Какое практическое значение имеют результаты?
Учёные считают, что созданный ресурс MultiMuTHER может использоваться для дальнейшего изучения индивидуальных траекторий здорового старения и изменений, связанных с развитием патологий. В перспективе такой подход может применяться в прецизионной медицине для раннего выявления заболеваний, выделения групп пациентов и подбора таргетной терапии. Продольный мультиомный анализ позволяет отделить устойчивые различия между людьми от изменений, происходящих внутри организма с течением времени.
Коротко: главное
-
Что за исследование и где опубликовано?
Продольное молекулярное исследование старения 335 женщин-близнецов, опубликовано в Science. -
Сколько генов и метаболитов меняются с возрастом?
5 061 ген и 181 метаболит. -
Как сезон влияет на старение?
Сезонные колебания связаны с экспрессией 25% генов и 24% метаболитов. -
Как циркадные ритмы влияют на старение?
Циркадные ритмы связаны с 26% генов и 39% метаболитов. -
Как загрязнители влияют на молекулярные процессы?
Изменения концентрации ПФАС связаны с экспрессией 1,5% генов и 3% метаболитов.
Резюме
-
Исследование показало, что старение — динамичный и индивидуализированный процесс, зависящий от многих факторов.
-
Циркадные ритмы, сезон и загрязнители влияют на экспрессию генов и метаболитов сильнее, чем генетика.
-
Только 128 генов и 2 метаболита из тысяч изменились в зависимости от генотипа.
-
Результаты открывают возможности для ранней диагностики возрастных болезней в прецизионной медицине.
-
Работа опубликована в Science и признана наиболее масштабной в своём роде.
Материал подготовлен изданием «Техносуверен» (technosuveren.ru).
