Коллектив учёных из 7 стран продемонстрировал, что по метилированию ДНК можно не только определить биологический возраст человека, но и предсказать продолжительность его жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Aging.
Научная группа получила 13 наборов данных, собранных в ходе других исследований, в том числе Фрамингемского исследования сердца (Framingham Heart Study) и Инициативы по охране здоровья женщин (Women’s Health Initiative). Затем 25 организаций изучили ДНК в образцах крови 13 000 человек. С помощью методов молекулярной генетики, в том числе техники «эпигенетических часов», разработанной Стивом Хорватом (Steve Horvath) в 2013 году, учёные рассчитали скорость старения каждого участника исследования.
«Часы» оценивают возраст тканей организма на основе метилирования — естественного процесса изменения ДНК. Сравнивая фактический возраст людей с биологическим возрастом крови, учёные рассчитали продолжительность жизни участников исследований. «Мы были поражены тем, что эпигенетические часы могут прогнозировать продолжительность жизни белых европейцев, испанцев и афроамериканцев, — говорит ведущий автор исследования Брайан Чен (Brian Chen). — Данные оставались верными даже с поправкой на традиционные факторы риска, такие, как фактический возраст, пол, курение, индекс массы тела, анамнез жизни и анализ крови».
Однако результаты распространялись не на всех. «Мы обнаружили, что 5 % популяции на биологическом уровне стареют быстрее, в результате продолжительность их жизни меньше, — объясняет Стив Хорват — Ускоренное старение увеличивает риск смерти на 50 % — в любом возрасте». К примеру, возьмём двух шестидесятилетних мужчин — Питера и Джо. Оба курят, чтобы справиться со стрессом, но скорость эпигенетического старения Джо средняя, а несчастный Питер попадает в 5 % «стремительно дряхлеющей» популяции. Вероятность того, что Джо умрёт в течение следующих 10 лет, составляет 60 %, для Питера она выше — 75 %.
Эти предварительные результаты могут объяснить, почему некоторые умирают молодыми — даже несмотря на то, что едят здоровую пищу, умеренно пьют и не курят. «Хотя здоровый образ жизни может увеличить продолжительность жизни, биологическое старение не даёт нам бегать от смерти вечно, — говорит Хорват. — Однако факторы риска, такие, как курение, диабет и высокое кровяное давление позволяют прогнозировать смертность более точно, чем скорость эпигенетического старения». «Это исследование подтверждает, что метилирование ДНК может служить биомаркером биологического возраста, — говорит один из авторов работы, доктор Дуглас Киль (Douglas Kiel). — И если нам удастся доказать, что метилирование ДНК ускоряет старение, мы сможем разработать стратегии его замедления и максимизировать здоровые годы жизни».
Однако какую именно роль эпигенетические часы играют в процессе старения, пока неизвестно. «Вызывают ли эпигенетические изменения, связанные с фактическим возрастом, смерть пожилых людей? — говорит член научной группы Фемистокл Ассимес (Themistocles Assimes). — Вероятно, они просто способствуют развитию некоторых заболеваний или нарушают способность им противостоять. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо продолжать исследования». В дальнейшем учёные собираются рассмотреть хорошо задокументированные причины смерти — эти исследования помогут им понять, каковы отношения между биологическим возрастом и конкретными болезнями.
Метод «эпигенетических часов», позволяющий оценивать биологический возраст ткани, разработал Стив Хорват (Steve Horvath) — специалист в области математики и биологической статистики. Он использовал опубликованные данные анализа метилирования геномов и с помощью машинного обучения натренировал алгоритм для расчёта возраста. Алгоритм выявил сайты метилирования, которые впоследствии легли в основу «эпигенетических часов». Анализ профиля метилирования в этих участках позволяет оценивать возраст тканей с погрешностью не более трёх лет.
Следует отметить, что ещё в 1970-х годах в работах Ванюшина Б. Ф. и ряда других сотрудников биофака МГУ была выявлена взаимосвязь этапов индивидуального развития и старения животных и человека с изменениями такой ферментативной модификации как метилирование ДНК. За цикл работ «Метилирование ДНК — эпигенетический контроль за генетическими функциями организма» Ванюшину Б. Ф. была вручена Премия имени А. Н. Белозерского.