Исследователи представили самый подробный на сегодня обзор того, как сложное генетическое и пока неизлечимое заболевание, в простонародье называемое старость, а по ВОЗ она значится как R54, влияет на работу генов в разных тканях человека.
Они сосредоточились на эпигенетических процессах, особенно на метилировании ДНК. С возрастом эта система становится менее точной, вызывая сбои в экспрессии генов, снижение функций органов и увеличение уязвимости к заболеваниям.
Группа под руководством Нира Эйнона из Университета Монаша в Австралии проанализировала более 15 тысяч образцов из 17 типов тканей. Возраст участников варьировался от 18 до 100 лет. Для каждого образца изучили около 900 тысяч потенциальных участков метилирования. В результате появился атлас эпигенетических изменений, показывающий, как старение влияет на разные органы и где можно найти общие маркеры.
Результаты показали, что скорость и характер изменений различаются. Например, уровень метилирования в шейке матки составляет 35%, в коже — 48%, в мышцах — 51%, в сердце — 53%, в желудке — 57%, а в сетчатке — 63%. В большинстве тканей с возрастом количество метильных групп увеличивается, но в скелетных мышцах и лёгких, напротив, снижается. Это доказывает, что у каждой ткани есть своя траектория старения.
Кроме различий между органами, исследователи искали универсальные признаки. Они обнаружили схожие изменения метилирования в генах HDAC4 и HOX, связанных со старением клеток и функциональным спадом. Также они нашли изменения в гене MEST, влияющем на обмен веществ и связанном с диабетом и ожирением. Особенно интересным оказалось семейство PCDHG: его повышенное метилирование наблюдалось в нескольких органах и, как показывают ранние исследования, связано с уменьшением объёма белого вещества в мозге и ускоренным когнитивным снижением.
Соавтор работы Максю Жак из Университета Монаша подчёркивает, что новый атлас поможет лучше понять молекулярные механизмы старения. Этот подход открывает возможность не бороться с каждой возрастной болезнью отдельно, а воздействовать на общий биологический процесс.
Авторы признают, что их анализ охватывает лишь часть из примерно 30 миллионов потенциальных эпигенетических участков генома. Но даже эта выборка позволяет формулировать гипотезы о ключевых механизмах. Более того, предыдущие работы той же группы показали, что физическая активность связана с «молодыми» паттернами метилирования в скелетных мышцах. Эйнон считает, что на основе этих данных можно создать модель, объясняющую, как спорт, питание и сон влияют на генные механизмы во многих органах и помогают замедлить биологическое старение.
Таким образом, новая работа не только создаёт ресурс для фундаментальных исследований, но и открывает перспективы для поиска универсальных мишеней и разработки комплексных стратегий долголетия.