Часы старения могут с высокой точностью измерять биологический возраст человека. На биологический возраст могут влиять факторы окружающей среды, такие как курение или диета, таким образом отклоняясь от хронологического возраста, который рассчитывается с использованием даты рождения. Точность этих часов старения предполагает, что процесс старения следует определенной программе. Ученые Дэвид Мейер и профессор доктор Бьорн Шумахер из CECAD, Группы передовых клеточных реакций на стресс при заболеваниях, связанных со старением, Кельнского университета, теперь обнаружили, что часы старения на самом деле измеряют увеличение случайных изменений в клетках. Исследование «Часы старения, основанные на накоплении случайных вариаций» опубликовано в Nature Aging.
Старение запускается, когда повреждаются строительные блоки в наших клетках. Случаи, когда это повреждение происходит, по большей части случайны. Наша работа сочетает точность часов старения с накоплением совершенно случайных изменений в наших клетках «.
Профессор доктор Бьорн Шумахер из CECAD, Кластера передовых клеточных реакций на стресс при заболеваниях, связанных со старением, Кельнский университет
Меньше проверок, больше шума
С увеличением возраста контроль процессов, происходящих в наших клетках, становится менее эффективным, что приводит к более случайным результатам. Это особенно очевидно при накоплении случайных изменений в метилировании ДНК. Метилирование относится к химическим изменениям, которые влияют на ДНК, строительные блоки генома. Эти процессы метилирования строго регулируются в организме. Однако в течение жизни человека происходят случайные изменения в паттернах метилирования. Накопление вариаций является высокоточным показателем возраста человека.
Потеря контроля над клетками и увеличение случайных вариаций не ограничивается метилированием ДНК. Мейер и Шумахер демонстрируют, что увеличение стохастических вариаций активности генов также может быть использовано в качестве часов старения. «В принципе, было бы возможно пойти еще дальше, позволив стохастическим изменениям в любом процессе в клетке предсказывать возраст», — сказал Шумахер. По мнению авторов, прежде всего важно выяснить, могут ли такие часы старения показывать 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 вариабельность паттернов метилирования. Они также показали, что стохастический шум даже обратим посредством перепрограммирования клеток организма в стволовые клетки. Ученые сравнили фибробласты кожи человека, которые были перепрограммированы в стволовые клетки и в результате перепрограммирования оказались омолаживающими. Высокая вариабельность, указывающая на возраст клеток организма, действительно была обращена вспять к низкому стохастическому шуму молодых стволовых клеток.
Мейер и Шумахер надеются, что их открытия о потере регуляции и накоплении случайных вариаций приведут к новым вмешательствам, которые смогут устранить первопричину старения и, возможно, даже привести к клеточному омоложению. Целью таких вмешательств может быть устранение случайных изменений в ДНК или улучшение контроля экспрессии генов.
