Биологический возраст человека далеко не всегда совпадает с количеством прожитых лет, зафиксированных в паспорте. Под влиянием образа жизни, экологии и болезней ткани и органы могут стареть быстрее или медленнее. Ранее ученые уже создавали различные молекулярные часы, например, эпигенетические, которые оценивают химические метки на ДНК. Но такие инструменты имеют существенный недостаток: они показывают общую корреляцию со смертностью, но не дают понимания, какие именно биологические процессы стоят за этими изменениями.
Генетические часы позволяют определить «биологический» возраст и предсказать вероятное время смерти
Международная группа ученых разработала инновационный молекулярный инструмент для оценки старения организма, основанный на анализе активности генов. Исследование охватило данные более чем 11 тысяч человек, а также приматов и грызунов. Новая система позволяет не только определять биологический возраст, но и предсказывать время наступления смерти, что открывает перспективы для тестирования омолаживающих препаратов.
Биологические часы могут отставать от хронологических часов организма, и тогда организм внешне постаревшего человека оказывается гораздо моложе своих лет. Unsplash
Проверка точности модели. Ученые включили в анализ данные грызунов, прошедших через десятки различных воздействий: специфические диеты, генетические модификации и фармакологическое лечение, способное продлевать жизнь. Способность системы моментально реагировать на подобные вмешательства позволит биологам в разы ускорить тестирование перспективных лекарств против старости без необходимости ждать естественной смерти подопытных животных годами.
Генетические часы показывают биологический возраст.
В поисках более информативного метода группа исследователей под руководством Вадима Гладышева из Гарвардской медицинской школы переключила внимание непосредственно на активность генов в различных тканях. Специалисты изучили образцы 25 типов тканей 4 видов живых существ, включая мышей, крыс, макак-крабоедов и людей. Они обнаружили, что многие паттерны старения одинаковы как для разных органов внутри одного организма, так и для разных биологических видов. Работа опубликована в журнале Nature.
Общие закономерности и реакция на внешние факторы
Генетические часы слабее коррелируют с внешностью человека, чем с состоянием его внутренних органов и тканей.
Разработанный алгоритм успешно предсказал риск смертности от любых причин у участников крупного исследования здоровья сердца. Оказалось, что новые часы чутко реагируют на факторы, влияющие на продолжительность жизни, ускоряя или замедляя свой ход.
Например, часы изменяли ход при воздействии радиации, наличии хронических заболеваний или при объединении кровеносных систем старого и молодого животных. Это делает метод потенциально более чувствительным и быстрым инструментом по сравнению с существующими аналогами.
«Мы опираемся на фундаментальные, эволюционно консервативные изменения, связанные со старением», — отмечает соавтор работы Александр Тышковский, вычислительный биолог из Бригамской женской больницы в Бостоне.
Тем не менее, ученым еще предстоит выяснить, являются ли фиксируемые изменения генов непосредственной причиной увядания организма или только его следствием. До внедрения технологии в медицинскую практику ее необходимо протестировать на самых разных популяциях. Пока инструмент предназначен для научных исследований, а не для персональных прогнозов.