© РИА Новости / Виталий Аньков / Перейти в фотобанкСторожевой пес и девочка на горнолыжном курорте в Приморском краеПо меркам человека. Ученые вычислили истинный возраст людей и собак

Татьяна Пичугина. Американские биологи вывели формулу перевода собачьего возраста в человеческий. Они использовали «эпигенетические часы», с большой точностью показывающие, сколько организму лет. Эти исследования приближают нас к пониманию процесса старения и предупреждению возрастных заболеваний.

Сколько лет лучшему другу человека

Согласно современным представлениям, старение организма связано с химическим изменением ДНК. К небольшому участку этой молекулы присоединяются группы атомов углерода и водорода — CH3 (метильные группы). Они меняют активность генов на разных этапах развития организма, начиная с эмбрионального. При этом генетическая последовательность молекулы ДНК остается прежней.

Прикрепление метильных групп называют метилированием. Сбой в работе этого механизма приводит к заболеваниям, свойственным стареющим людям, — в частности, сердечно-сосудистым. По параметрам метилирования можно очень точно рассчитать истинный биологический возраст организма. Это было показано на человеке и других видах млекопитающих, включая собак.

Люди и собаки разделились многие миллионы лет назад, в самом начале эволюции млекопитающих. Тем не менее у них много общего — например, этапы развития организма, физиологические и патологические черты. Будучи одомашнены, собаки делят с человеком условия жизни. Это делает их хорошим объектом для изучения такого сложного феномена, как старение.

Собаки и люди стареют с разной скоростью: мы живем до ста лет, они завершают жизненный цикл за двадцать. Ученые из США решили выяснить, можно ли синхронизировать биологический возраст двух этих видов. Проанализировали геномы 104 лабрадоров-ретриверов возрастом от одного до шестнадцати лет и выявили места, где прикрепляются метиловые группы (последовательность из двух оснований, цитозина и гуанина, с фосфатом между ними — CpG-динуклеотид) в тех же участках ДНК, что и у людей. Свой набор данных они сравнили с опубликованными показателями 320 человек возрастом от одного до 103 лет. Обнаружилось более 54 тысяч совпадений у обоих видов.

Лучше всего маркеры совпадали у молодых собак и людей, хуже, когда сравнивали особей из разных возрастных категорий. Вероятно, есть очень консервативные участки CpG-динуклеотидов, меняющихся по мере развития и у людей, и у собак. В итоге ученые вывели формулу, с помощью которой можно перевести собачий возраст в человеческий: нужно взять натуральный логарифм от числа собачьих лет, умножить на 16 и прибавить 31.

Для вычисления можно использовать любой онлайн-калькулятор. Например, собаку возрастом четыре года по человеческой шкале следует считать 53-летней, а пса на 11-м году жизни — 67-летним стариком.

© Quantitative translation of dog-to-human aging by conserved remodeling of epigenetic networksЛогарифмическая шкала соответствия собачьего возраста и человеческого, определенного по метилированию ДНКПо меркам человека. Ученые вычислили истинный возраст людей и собак

Идея вычислять биологический возраст человека по метилированию ДНК принадлежит биоинформатику немецкого происхождения Стиву Хорвату. Его метод называется «эпигенетические часы», что указывает на независимые от генома факторы старения («эпи» по-гречески — «над»).

Хорват начал свои исследования в 2006 году, будучи штатным сотрудником Калифорнийского университета США. В то время он искал биомаркеры старения в данных о том, как генетическая информация переносится с ДНК на РНК (транскрипция). Но ничего не получалось.

В 2011 году Хорват анализировал метилирование ДНК, взятой из слюны 68 взрослых людей, в поисках каких-то общих шаблонов, указывающих на сексуальную ориентацию. Снова ничего не найдя, он решил предсказать с помощью этих данных возраст. Разработал очень удачную модель, которая искала всего два участка CpG-динуклеотидов, имеющихся в каждой клетке образца слюны. Совпадение по возрасту участников достигало 85 процентов. Это и были искомые биомаркеры старения.

Хорвату удалось установить набор маркеров в различных клетках крови и мозга. Через год он разработал алгоритм анализа по 16 метилированным участкам в геноме, который хорошо соотносился с хронологическим возрастом человека. Причем работал на клетках тканей девяти органов. Ошибка составляла три года для образцов крови и 18 месяцев для соскоба щеки. Статья ученого в Genome Biology в 2013 году открыла целое направление исследований.

Сейчас разработаны многократно более точные эпигенетические часы и для разных задач. Например, их используют для расчета скорости старения тканей под воздействием вредных факторов, таких как курение, алкоголь, заболевания. А недавно группа Хорвата показала экспериментально, что эпигенетическое старение в некоторых обстоятельствах можно замедлить.

Источник: ria.ru