Obří mapa ukazuje, jak se mění DNA, jak stárneme

Obří mapa ukazuje, jak se mění DNA, jak stárneme

Podle Chris Simms A Přírodní časopis

Viditelné účinky stárnutí na naše tělo jsou částečně spojeny s neviditelnými změnami v genové aktivitě. Epigenetický proces methylace DNA – přidání nebo odstranění tagů zvaných methylové skupiny – je v průběhu stárnutí méně přesný. Výsledkem jsou změny exprese genu, které jsou spojeny se sníženou funkcí orgánů a zvýšenou náchylností k nemoci, jak lidé stárnou.

Teď, metaanalýza epigenetických změn V 17 typech lidské tkáně po celou dobu životnosti dospělých poskytuje nejkomplexnější obraz dosud, jak stárnutí modifikuje naše geny.

Studie hodnotila vzorce methylace DNA ve vzorcích lidské tkáně a odhalila, že některé tkáně se zdají stárnout rychleji než jiné. Například sítnice a žaludek akumulují více změn methylace DNA související s věkem než děložníku nebo kůži. Analýza také zjistila univerzální epigenetické markery stárnutí napříč různými orgány. Tento „epigenetický atlas“ může vědcům pomoci studovat souvislost mezi methylací DNA a stárnutím a může pomoci identifikaci molekulárních cílů pro léčbu proti stárnutí.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

„Myslím, že je to skvělý zdroj“ pro pochopení stárnutí, říká Joao Pedro Magalhaes, molekulární biolog na University of Birmingham ve Velké Británii. „Tato metaanalýza methylačních dat napříč orgány je, podle mého vědomí, největší takový zdroj sestavený dosud. Jsem si jist, že bude pro výzkumné pracovníky cenné.“

Práce je hlášena na čtverci Preprint Server Research Square a dosud nebyla recenzována.

Epigenetický atlas stárnutí

Vědci již mohou analyzovat vzorce methylace DNA v genomech lidí a vytvářet stárnoucí hodiny – nástroje, které měří biologický věk. Existují však nevyřešené základní otázky o tom, zda jsou tyto podpisy stárnutí sdíleny napříč typy tkání.

Pro objasnění toho, jak methylace souvisí se stárnutím, Nir Eynon na Monash University v australské Melbourne a jeho kolegové provedli metaanalýzu více než 15 000 vzorků ze 17 lidských tkání odebraných od dospělých různých věkových skupin. Mapovali methylační změny na 900 000 potenciálních míst v DNA a poté vytvořili atlas s otevřeným přístupem. „Měli jsme příklady od lidí od 18 let do 100 do 100,“ říká Eynon, takže se můžeme podívat na epigenetické markery a jak se mění po celou dobu lidské životnosti.

Celkově vědci zjistili, že průměrné množství methylace se mezi tkáněmi velmi liší od 35% v děložním čípku, do 48% v kůži, 51% ve svalu, 53% v srdci, 57% v žaludku a až 63% v sítnici.

Spoluautor studie MacSue Jacques, také na Monash University, říká, že téměř všechny tkáně zvyšují methylaci DNA, jak stárnou. Výjimky jsou kosterní svaly a plíce, „což má více ztráty methylace s věkem“. Jejich analýza také zjistila, že různé orgány mají zřetelné vzorce stárnutí methylace DNA. „Každá tkáň má jiný posun, ke kterému dochází,“ říká Jacques.

Cíle methylace stárnutí

Kromě zkoumání rozdílů mezi tkáními vědci prověřili jednotlivá genová místa v každém tkáňovém genomu. „Chtěli jsme najít společný mechanismus stárnutí, který prochází všemi typy tkání,“ říká Jacques.

Zjistili několik genů, které měly methylační změny, byly silné biologické markery stárnutí v několika tkáních. Jednalo se o vývojové regulační orgány HDAC4 a Hox, které souvisejí se stárnutím a poklesem souvisejícím s věkem a Většinakterý byl spojen s diabetem a obezitou, dvěma známými akcelerátory stárnutí.

Vědci identifikovali vysokou methylaci protokadherinu gama (PCDHG) genová rodina jako řidiče procesu stárnutí ve více různých orgánech. Jiné studie ukázaly, že hypermethylace v PCDHG Rodina genu je spojena se sníženou bílou hmotou v mozku, což je markerová značka zrychleného kognitivního poklesu.

Cílové stárnutí těla, nikoli stárnutí tkáně

Jacques vidí Atlas jako zdroj k urychlení objevu jádrových molekulárních mechanismů stárnutí v těle i v jednotlivých tkáních. Doufá, že by to mohl být nástroj pro zvýšení hledání terapií proti stárnutí: zvyšuje to vzrušující myšlenku přesunu od léčby individuálních onemocnění souvisejících s věkem, jako je kardiovaskulární onemocnění nebo onemocnění jater, k léčbě stárnutí jako celku.

Holger Bierhoff, epigenetik Leibniz Institute pro stárnutí – Fritz Lipmann Institute v Jeně v Německu, říká, že velká otázka s prací na epigenetických hodinách byla vždy „co způsobuje stárnutí?“. „Tato práce se zaměřuje na funkční význam methylace, spíše než ji jen používat jako hodinky pro stárnutí.“

Velká jako studie je, říká Bierhoff, to je stále nepatrná část zhruba 30 milionů epigenetických míst v lidském genomu, takže nemusí představovat celý obrázek methylace DNA související s věkem.

Eynon to přijímá, ale říká, že data v jejich atlasu by mohla stále pomoci identifikovat mechanismy stárnutí a odhalit, jak to zpomalit.

Předchozí práce týmu zahrnujícího Eynon ukázala, že cvičení je například spojeno s mladšími methylačními vzory v lidském kosterním svalu. „V těle není téměř žádná tkáň, která není ovlivněna cvičením,“ říká, takže tato práce by mohla vést k modelu toho, jak cvičení a faktory, jako je spánek a strava, mění dráhy v mnoha tkáních v celém těle, aby nás udržovaly biologicky mladší.

Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 1. září 2025.