Внутренние часы человека расскажут о возрасте органов
Внутренние часы человека расскажут о возрасте органов
Недавнее исследование ученых из Калифорнийского университета обнаружило
биологические часы, встроенные в наш геном. Это открытие обещает пролить
свет на то, почему мы стареем, и, возможно, позволит замедлить этот процесс.
Наш организм с каждым годом становится старше, однако ученые не до конца
понимают суть этого процесса. Раньше внутренние часы связывали со слюной,
гормонами и теломерами, однако новое исследование впервые обнаружило
<встроенные> часы, которые способны оценить возраст различных органов,
тканей и клеток человека. Более того, было открыто, что некоторые ткани
тела, например, ткани молочной железы у женщин, стареют быстрее, чем весь
организм.
Для борьбы со старением ученые сначала должны найти объективный способ
измерения биологического возраста. Именно этим ученые из Калифорнии
занимались в течение последних четырех лет.
Профессор Стив Хорват (Steve Horvath) из Калифорнийского университета в
Лос-Анджелесе для создания часов сосредоточился на метилировании,
естественном процессе, который химически изменяет ДНК. Ученый подобрал около
8000 образцов из 51 типов тканей и клеток, взятых из разных органов тела, и
изучил, как возраст влияет на уровень метилирования ДНК от пренатального
периода до 101 года. Для измерения изменений он установил своего рода
нулевую отметку в 353 маркерах, которые меняются с возрастом и присутствуют
по всему телу.
Для испытания эффективности часов исследователь сравнивал биологический
возраст ткани и хронологический возраст человека, у которого взяли образец.
Когда часы неоднократно оказывались точным, исследователь был взволнован, -
и немного ошеломлен. Однако совпадение наблюдалось не всегда. Ученый
обнаружил, что хронологический возраст человека порой отличался от возраста
ткани.
Так, он открыл, что ткани молочной железы стареют быстрее, чем сама женщина.
Здоровые ткани груди на 2-3 года старше, чем остальные части тела женщины. А
если женщина больна раком молочной железы, то здоровая ткань рядом с
опухолью в среднем на 12 лет старше, чем остальные части тела. И это
объясняет, почему рак груди так распространен среди женщин. Кроме того, это
исследование объясняет, почему возраст является ключевым фактором риска
развития рака - опухолевая ткань в среднем на 36 лет старше здоровых тканей
организма.
Профессор Хорват также рассмотрел плюрипотентные стволовые клетки -
перепрограммированные клетки взрослого организма. Исследование показало, что
с точки зрения возраста, все стволовые клетки - <новорожденные>. Процесс
трансформации клеток человека в плюрипотентные стволовые клетки сбрасывает
часы к нулю. А это доказывает, что ученые, в принципе, могут перевести
биологические часы организма и установить их на нулевую отметку. Правда,
вопрос о том, являются ли биологические часы основным фактором,
контролирующим рост организма, все еще открыт. Если окажется, что это так,
то именно часы станут важным биомаркером для изучения новых терапевтических
подходов к сохранению людей молодыми.
Профессор Хорват сделал и еще одно важное открытие: скорость часов
ускоряется или замедляется в зависимости от возраста человека. Часы идут
быстрее в период детства, а к 20 годам замедляются до постоянной скорости.
Неожиданным открытием стало то, что клетки детей с прогерией, генетическим
заболеванием, которое вызывает преждевременное старение, являются
нормальными и отражает их истинный хронологический возраст.
Следующим этапом исследований станет изучение остановки часов для
предотвращения старения.
Адрес новости: http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2013/10/23/546863
a.. PDFa.. a.. A new biological clock measures altered DNA, not birthday
candles
Los Angeles Times
10-22-13
Oct. 22--Move over birthday candles, and step aside telomeres; there may be
a new kind of biological clock in town. And this one may prove useful in
predicting where age-related diseases such as cancer are most likely to
strike.
The proposed new body clock measures DNA methylation -- the process by which
genes are altered as the body's cells differentiate and their genetic
programs change to meet new demands. Researchers pored over the DNA of some
8,000 samples from 51 different tissues and cells -- including blood, brain,
muscle, heart, lungs, liver and pancreas -- to devise a formula by which DNA
methylation could be used to determine the age of the tissue from which the
tested cells are drawn.
Horvath's research, published Monday in the journal Genome Biology, makes
clear that the answer to the question "how old is this person?" may change
depending on which tissue is checked.
In a single individual, the "DNAm" ages of diverse tissues largely converge
on one number. But certain tissues may diverge from the norm. By comparing a
specific tissue's "DNAm" age with the person's chronological age -- or with
the DNAm age suggested by the person's other tissues -- physicians may one
day be able to identify organs or tissues that are aging at an accelerated
rate. That, in turn, may allow them to identify tissues that are vulnerable
to abnormal processes such as cancer, or already under attack.
The author of the new research, UCLA bioinformatician Steve Horvath, found
that a woman's breast tissue routinely tests as being older than her
chronological age by two to three years. That, the authors speculated, may
help explain why breast cancer is the most common cancer affecting women.
Looking at the methylation of cells taken from the breasts of women with
breast cancer, Horvath observed that tissue near the site of a tumor was, on
average, 12 years older by DNAm standards than the rest of her body.
By contrast, musculoskeletal tissue and cardiac muscle typically look
younger on DNAm readings than their owner's actual years -- owing, perhaps,
to the rejuvenating effects of stem cells that remain relatively plentiful
in those tissues through life, and come to the rescue whenever injury or
disease set in.
The resulting "clock" also may one day offer scientists a way to measure
whether anti-aging measures and regenerative medicine are delivering on
their promise of turning back the hands of time.
Not surprisingly, embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells --
adult cells that have been manipulated to revert to near-embryonic form --
were found to have an age of near zero as measured by this technique.
An exhaustive scan of the 121 sets of data on DNA methylation collected from
patients both healthy and sick also showed that we age at different rates
over our lifespans.
"The clock's ticking rate isn't constant," Horvath said. "It ticks much
faster when we're born and growing from children into teenagers, then slows
to a constant rate when we reach 20."
Horvath said he aims to develop and extend his body clock technique by
looking at whether measures that stop the body's DNAm clock also stop the
aging process, or whether doing so has negative effects. Meanwhile, UCLA has
filed a provisional patent on Horvath's DNAm bioticker.
(c)2013 the Los Angeles Times
Visit the Los Angeles Times at www.latimes.com
Distributed by MCT Information Services
Copyright Los Angeles Times 2013