Ученые нашли единые молекулярные часы старения для всех млекопитающих

Международный коллектив ученых из нескольких научных центров обнаружил универсальные гены-маркеры старения, работающие одинаково у крыс, собак, дельфинов, обезьян и человека. Исследователи создали молекулярные часы, способные по активности генов в образцах крови или тканей предсказывать не только биологический возраст, но и приближающийся риск смерти независимо от вида млекопитающего. Результаты этой работы опубликованы в журнале Nature.

Мы все очень разные: кто-то живет в океане, кто-то бегает по парку за мячиком, а кто-то сидит в офисе за компьютером. Но у крыс, людей, собак и дельфинов есть нечто общее помимо принадлежности к классу млекопитающих. Рано или поздно каждый из нас стареет и умирает. И, как выяснилось, на молекулярном уровне этот процесс выглядит пугающе похоже у самых разных биологических видов.

Группа исследователей из нескольких стран решила проверить, можно ли создать единые биологические часы, которые работали бы сразу для многих млекопитающих. Для этого они проанализировали более одиннадцати тысяч образцов тканей – печени, мозга, мышц, взятых у мышей, крыс, макак и людей. Ученых интересовала не последовательность ДНК, а экспрессия генов, то есть то, какие гены активны в клетках и в какой степени.

Оказалось, что при старении у всех этих видов включаются одни и те же гены. Среди них, например, GPNMB, CDKN1A и LGALS3 – они становятся все активнее с годами и служат надежными индикаторами накопленных биологических повреждений. Причем эти гены предсказывают не просто паспортный возраст, а именно вероятность скорой смерти. Чем выше активность таких маркеров, тем ближе организм к своему пределу.

Ученые не остановились на простых предсказаниях. Они обнаружили, что старение это не единый процесс, а набор разных сценариев. Организм как бы состоит из отдельных функциональных модулей: одни гены отвечают за воспаление, другие – за выработку энергии, третьи – за восстановление ДНК. И эти модули стареют с разной скоростью и по разным причинам. Например, хронические болезни в первую очередь ускоряют воспалительные процессы на молекулярном уровне. А строгая диета с ограничением калорий сильнее влияет на модули, связанные с метаболизмом и энергообменом.

Полученные часы умеют измерять три вещи. Во-первых, они оценивают, какая доля жизни уже прожита у млекопитающего – грубо говоря, сколько процентов отведенного времени осталось. Во-вторых, они дают текущий риск смерти, основанный на реальных поломках в клетках, а не на календаре. В-третьих, они могут отличать здоровое старение от ускоренного, вызванного болезнями или вредными условиями.

Чтобы новым инструментом могли пользоваться другие ученые по всему миру, исследователи разработали веб-приложение TACO – Transcriptomic Age Calculator Online. Любой научный коллектив может загрузить туда свои образцы и быстро рассчитать биологический возраст подопытных животных или даже человека.

В итоге международная команда ученых доказала, что старение млекопитающих подчиняется универсальным молекулярным законам, а созданные ими транскриптомные часы способны предсказывать риск смерти, выявлять хронические заболевания и оценивать эффективность методов омоложения. Это открывает путь к разработке лекарств и диет, которые смогут замедлять старение не вслепую, а с точной настройкой на конкретные клеточные модули, продлевая человеку здоровую жизнь.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях