А знаете ли Вы, сколько лет Вашему сердцу на самом деле?
Это кажется невероятным, но наука доказала, что возраст различных частей нашего тела может сильно отличаться. Команда ученых из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) под руководством профессора генетики и биостатистики Стивена Хорвата обнаружила во всех органах, тканях и клетках человеческого организма существование встроенных в геном биологических часов, точно показывающих их возраст.
Для того, чтобы понять, с какой скоростью время протекает сквозь различные части организма, Хорват и его коллеги в качестве универсального измерителя выбрали метилирование ДНК. Метилирование ДНК – это естественный процесс химической модификации ДНК, в ходе которого меняется активность генов. С возрастом уровень метилирования падает, и возрастает риск неуправляемой генной активности.
Ученые проанализировали 121 комплект данных, собранных их предшественниками при изучении метилирования в здоровых тканях и в образцах из злокачественных клеток и тканей организма. Полученную информацию они дополнили анализом еще 8 тысяч образцов тканей и клеток, взятых из 51 участка по всему телу. Авторы отслеживали, как возраст влияет на уровни метилирования ДНК в них начиная с внутриутробного периода до 101 года. В результате было выделено 353 присутствующих в организме повсеместно ДНК-маркера, уровни метилирования которых значительно меняются в процессе старения и могут быть использованы в качестве биологических часов.
Эффективность такого измерителя времени была проверена путем сравнения биологического и хронологического возраста различных органов и тканей. В большинстве случаев эти показатели совпали. Биологические часы показали, что мозг, легкие, печень, почки и хрящи соответствуют своему хронологическому возрасту. Но к удивлению авторов, с некоторыми органами такое правило не работает…
Как ни странно, одной из самых быстро стареющих тканей в человеческом организме является ткань женских молочных желез. Образцы этой ткани, взятой и рассмотренной через призму паттернов метилирования, показали, что ткань молочной железы в среднем на два-три года старше остальных тканей человеческого тела.
Учёные также выяснили, что в случае рака, прилегающие к опухоли ткани уже в среднем на 12 лет старше, а опухолевые клетки – на 36 лет старше других тканей организма. Биологический возраст некоторых тканей, взятых из опухолей головного мозга у детей, опережает остальной организм на 80 лет. Как полагает Хорват, эти данные объясняют, почему рак груди – самый распространенный вид онкологических заболеваний у женщин, а также почему возраст является фактором риска развития рака у обоих полов.
Но всё не так страшно. Потому что исследователи обнаружили и другие ткани в нашем теле, которые всегда оказываются моложе остальных. Например, ткани сердца, которые постоянно обновляются стволовыми клетками, могут быть на 9(!) лет моложе остального организма. Теперь в свой следующий День рождения Вы имеете полное право с гордостью заявить, что сердцем Вы молоды всегда!
Еще одним открытием группы Хорвата стало обнаружение неравномерности «хода» биологических часов – после появления на свет, в течение всего детства и подросткового периода они «тикают» быстрее, затем к 20 годам замедляются и начинают идти более равномерно.
Нулевой биологический возраст имеют эмбриональные стволовые клетки. Современный уровень науки сделал достижимым преобразование зрелых клеток организма в плюрипотентные – т. е. перепрограммированные в эмбриональные и способные специализироваться в клетки почти всех типов. Хорват и его коллеги обнаружили, что биологический возраст таких клеток соответствует состоянию новорожденности.
«Получается, что процесс трансформации зрелых клеток в плюрипотентные фактически обнуляет их биологический возраст. Это показывает, что процесс перезапуска биологических часов в принципе возможен, – отметил Хорват. – Другой вопрос, насколько биологические часы контролируют процессы старения. Если окажется, что это так, то терапевтическое вмешательство в этот механизм может стать инструментом достижения вечной молодости».
В дальнейших планах группы Хорвата – проверить, как «остановка» биологических часов скажется на процессах старения и не повлечет ли она повышения риска раковых заболеваний. Кроме того, ученые планируют выяснить, существует ли аналогичный механизм у мышей. Калифорнийский университет уже оформил предварительный патент на открытие группы Хорвата.