Სარჩევი:
ამერიკელმა ბიოლოგებმა შეიმუშავეს ფორმულა ძაღლების ასაკის ადამიანურ ასაკზე გადასაყვანად. მათ გამოიყენეს "ეპიგენეტიკური საათი", რომელიც ზუსტად აჩვენებს რამდენი წლისაა სხეული. ეს კვლევა გვაახლოვებს დაბერების პროცესის გააზრებასთან და ასაკთან დაკავშირებული დაავადებების პრევენციასთან.
რამდენი წლისაა ადამიანის საუკეთესო მეგობარი
თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, სხეულის დაბერება ასოცირდება დნმ -ის ქიმიურ ცვლილებასთან. ამ მოლეკულის მცირე ნაწილს უერთდება ნახშირბადის და წყალბადის ატომების ჯგუფები - CH3 (მეთილის ჯგუფები). ისინი ცვლის გენების აქტივობას ორგანიზმის განვითარების სხვადასხვა ეტაპზე, დაწყებული ემბრიონულიდან. ამ შემთხვევაში, დნმ -ის მოლეკულის გენეტიკური თანმიმდევრობა უცვლელი რჩება.
მეთილის ჯგუფების მიმაგრებას ეწოდება მეთილირება. ამ მექანიზმის დარღვევა იწვევს ასაკოვანი ადამიანების თანდაყოლილ დაავადებებს - კერძოდ, გულ -სისხლძარღვთა სისტემას. მეთილირების პარამეტრები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორგანიზმის ნამდვილი ბიოლოგიური ასაკის გამოსათვლელად. ეს ნაჩვენებია ადამიანებში და ძუძუმწოვრების სხვა სახეობებში, მათ შორის ძაღლებში.
ადამიანები და ძაღლები განშორდნენ მრავალი მილიონი წლის წინ, ძუძუმწოვრების ევოლუციის დასაწყისში. მიუხედავად ამისა, მათ ბევრი საერთო აქვთ - მაგალითად, ორგანიზმის განვითარების ეტაპები, ფიზიოლოგიური და პათოლოგიური თავისებურებები. მოშინაურებული ძაღლები ადამიანებს უზიარებენ ცხოვრების პირობებს. ეს მათ კარგ საგანს ხდის ისეთი რთული ფენომენის შესასწავლად, როგორიცაა დაბერება.
ძაღლები და ადამიანები ბერდებიან სხვადასხვა ტემპით: ჩვენ ვცოცხლობთ ასი წლამდე, ისინი ოც წელში ასრულებენ თავიანთ სასიცოცხლო ციკლს. შეერთებული შტატების მეცნიერებმა გადაწყვიტეს გაერკვნენ, შესაძლებელია თუ არა ამ ორი სახეობის ბიოლოგიური ასაკის სინქრონიზაცია. ჩვენ გავაანალიზეთ 104 ლაბრადორ რეტრივერის გენომი ერთიდან თექვსმეტი წლამდე და გამოვავლინეთ ადგილები, სადაც მეთილის ჯგუფები მიმაგრებულია (ორი ფუძე, ციტოზინი და გუანინი, მათ შორის ფოსფატი - CpG დინუკლეოტიდი) იმავე დნმ -ის რეგიონებში, როგორც ადამიანები მათ შეადარეს თავიანთი მონაცემთა ნაკრები გამოქვეყნებულ ფიგურას 320 ადამიანი ერთიდან 103 წლამდე. ორივე სახეობაში ნაპოვნია 54 ათასზე მეტი ასანთი.
მარკერები საუკეთესოდ ემთხვევა ახალგაზრდა ძაღლებსა და ადამიანებს და უარესი, როდესაც შეადარებენ სხვადასხვა ასაკობრივი ჯგუფის პირებს. ალბათ არსებობს ძალიან დაცული CpG დინუკლეოტიდების რეგიონები, რომლებიც იცვლება განვითარებით როგორც ადამიანებში, ასევე ძაღლებში. შედეგად, მეცნიერებმა შეიმუშავეს ფორმულა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ძაღლის ასაკის ადამიანურ ასაკად გადასათვლელად: თქვენ უნდა აიღოთ ძაღლების წლების რაოდენობის ბუნებრივი ლოგარითმი, გამრავლდეს 16 -ზე და დაამატოთ 31.
ნებისმიერი ონლაინ კალკულატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამოსათვლელად. მაგალითად, ოთხი წლის ძაღლი ადამიანის მასშტაბით უნდა ჩაითვალოს 53 წლის, ხოლო 11 წლის ძაღლი 67 წლის.
ძაღლებისა და ადამიანების ასაკებს შორის შესაბამისობის ლოგარითმული მასშტაბი, განსაზღვრული დნმ მეთილირებით
მოძველებული ბიომარკერების ძიებაში
ადამიანის ბიოლოგიური ასაკის გამოთვლის იდეა დნმ მეთილირებით ეკუთვნის გერმანელი წარმოშობის ბიოინფორმატიკოს სტივ ჰორვატს. მის მეთოდს ეწოდება "ეპიგენეტიკური საათი", რომელიც მიუთითებს გენომისგან დამოუკიდებელ დაბერების ფაქტორებზე ("ეპი" ბერძნულად ნიშნავს "დასრულებულს").
ჰორვატმა დაიწყო კვლევა 2006 წელს, როგორც კალიფორნიის უნივერსიტეტის თანამშრომელი, აშშ. იმ დროს ის ეძებდა დაბერების ბიომარკერს მონაცემებში, თუ როგორ გადადის გენეტიკური ინფორმაცია დნმ – დან რნმ – ში (ტრანსკრიფცია). მაგრამ არაფერი გამოუვიდა.
2011 წელს ჰორვატმა გააანალიზა 68 მოზარდის ნერწყვიდან აღებული დნმ -ის მეთილირება და ეძებდა საერთო ნიმუშებს, რომლებიც სექსუალურ ორიენტაციაზე მიუთითებდა. ვეღარავინ იპოვა, მან გადაწყვიტა ეს მონაცემები გამოეყენებინა ასაკის დასადგენად.შეიმუშავა ძალიან წარმატებული მოდელი, რომელიც ეძებდა ნერწყვის ნიმუშის თითოეულ უჯრედში CpG დინუკლეოტიდების მხოლოდ ორ რეგიონს. მონაწილეთა ასაკობრივმა მატჩმა 85 პროცენტს მიაღწია. ეს იყო დაბერების სასურველი ბიომარკერები.
ხორვატმა მოახერხა სისხლისა და ტვინის სხვადასხვა უჯრედებში მარკერების დადგენა. ერთი წლის შემდეგ, მან შეიმუშავა გენომის 16 მეთილირებული რეგიონის ანალიზის ალგორითმი, რომელიც კარგად იყო დაკავშირებული პირის ქრონოლოგიურ ასაკთან. უფრო მეტიც, ის მუშაობდა ცხრა ორგანოს ქსოვილების უჯრედებზე. შეცდომა იყო სამი წელი სისხლის ნიმუშებისთვის და 18 თვე ლოყის ნაკაწრებისთვის. მეცნიერის სტატიამ გენომის ბიოლოგიაში 2013 წელს გახსნა კვლევის მთელი ხაზი.
დღესდღეობით, მრავალჯერ უფრო ზუსტი ეპიგენეტიკური საათები შემუშავებულია სხვადასხვა ამოცანებისთვის. მაგალითად, ისინი გამოიყენება ქსოვილების დაბერების მაჩვენებლის გამოსათვლელად ისეთი მავნე ფაქტორების გავლენის ქვეშ, როგორიცაა მოწევა, ალკოჰოლი და დაავადებები. ცოტა ხნის წინ, ჰორვატის ჯგუფმა ექსპერიმენტულად აჩვენა, რომ ეპიგენეტიკური დაბერების შენელება შესაძლებელია გარკვეულ ვითარებაში.
