Επιγενετική δοκιμή

Πόσο χρονών είμαι πραγματικά

Ανακαλύψτε την πραγματική σας ηλικία | Το τεστ σας δίνει πληροφορίες για τη βιολογική σας ηλικία.

Η διαδικασία γήρανσης κάθε ατόμου είναι ατομική και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η διατροφή, η άσκηση, οι συνήθειες και τα επίπεδα άγχους. Η πατενταρισμένη διαδικασία δοκιμής χρησιμοποιεί τους δείκτες μεθυλίωσης στο DNA σας για να προσδιορίσει την πραγματική, επιγενετική σας ηλικία. Μόλις καθοριστεί αυτή η βασική τιμή, μπορείτε να δοκιμάσετε τον τρόπο ζωής σας. Επειδή οι δείκτες μεθυλίωσης στο DNA σας είναι κατ 'αρχήν αναστρέψιμοι, δηλαδή αναστρέψιμοι.

Έτσι η ηλικία σας είναι στα χέρια σας.

Επιστημονικό υπόβαθρο

Η γήρανση είναι ένα ζήτημα που επηρεάζει όλους. Σε τελική ανάλυση, αυτή η διαδικασία είναι αναπόφευκτη για πολλούς οργανισμούς που συναντάμε - συμπεριλαμβανομένου και του εαυτού μας. Οι επιστήμονες ερευνούν τους μηχανισμούς που μας κάνουν να γερνάμε για δεκαετίες. Η γήρανση είναι μια πολύπλοκη βιολογική διαδικασία και μερικές φορές οι άνθρωποι μπορούν να γερνούν γρηγορότερα ή πιο αργά σε σύγκριση με τον πραγματικό αριθμό ετών που έχουν ζήσει. Αυτό σημαίνει ότι η βιολογική τους ηλικία είναι διαφορετική από τη χρονολογική τους ηλικία. Ο υπολογισμός της βιολογικής ηλικίας παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες καθώς μπορεί να αποκαλύψει αλλαγές που θα περάσει το σώμα κατά τη διάρκεια της ζωής του. Μία από τις προσεγγίσεις για αυτόν τον «υπολογισμό κρυμμένης ηλικίας» είναι η χρήση του γενετικού μας υλικού, του DNA. Αυτή η προσέγγιση εισήχθη από τον καθηγητή πριν από λίγα χρόνια Ο Steve Horvath προτείνεται.

Μία από τις πιο δημοφιλείς θεωρίες γήρανσης είναι η συσσώρευση σημαντικής βλάβης στα μακρομόρια των κυττάρων, ιδιαίτερα των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων. Αυτό έχει πολλές συνέπειες για τα κύτταρα και για ολόκληρο το σώμα. Η μοριακή βλάβη σε διαφορετικά μακρομόρια συνδέεται. Η βλάβη στο DNA μπορεί να οδηγήσει σε ελαττωματικές πρωτεΐνες και το τελευταίο μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη επισκευή του DNA, γεγονός που αυξάνει τον αριθμό των σφαλμάτων στο DNA και επηρεάζει τη λειτουργία των γονιδίων. Ένα άλλο σύμπτωμα γήρατος είναι η μείωση του μήκους των χρωμοσωμάτων. Μια άλλη σημαντική αλλαγή σημειώθηκε πρόσφατα. Οι πρωτεΐνες που βοηθούν στη συγκράτηση του DNA στο χρωμόσωμα, που ονομάζεται ιστόνες, αλλάζουν επίσης με την ηλικία.

Τα χρωμοσώματα στα κύτταρα μας είναι οργανωμένα σε χρωματίνη. Η Chromatin αποτελείται ουσιαστικά από DNA που τυλίγεται σφιχτά γύρω από μπλοκ πρωτεΐνης που σχηματίζουν αυτό που είναι γνωστό ως «μαργαριτάρι σε μια σειρά». Οι μοριακές συνδέσεις μεταξύ των χρωμοσωμικών πρωτεϊνών και του DNA είναι ζωτικής σημασίας για τη φυσιολογική δραστηριότητα του κυττάρου. Όταν οι πρωτεΐνες και το DNA είναι πολύ στενά συνδεδεμένες, άλλες πρωτεΐνες δεν μπορούν να «διαβάσουν» τις πληροφορίες στη συγκεκριμένη περιοχή του χρωμοσώματος. Τα γονίδια που βρίσκονται σε αυτές τις περιοχές σιωπούν και δεν χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πρωτεϊνών. Όταν οι πρωτεΐνες και το DNA συνδέονται χαλαρά, οι πληροφορίες είναι πολύ πιο προσιτές. Άλλες πρωτεΐνες μπορούν να προσγειωθούν εκεί και να ξαναγράψουν ένα αντίγραφο του γονιδίου σε ένα άλλο νουκλεϊκό οξύ - RNA - το οποίο με τη σειρά του χρησιμοποιείται για την παραγωγή νέων πρωτεϊνών.

Η ισχύς των δεσμών μεταξύ των ιστονών και του DNA ρυθμίζεται από μηχανισμούς στους οποίους οι επιστήμονες αναφέρονται ως «επιγενετικοί» - βασικά μηχανισμοί που είναι «πάνω από τα γονίδια». Υπάρχουν διάφορες δυνατότητες παρέμβασης στη δομή του χρωμοσώματος μέσω αυτών των μηχανισμών. Μία από τις στρατηγικές που χρησιμοποιεί το κύτταρο για τον έλεγχο της προσβασιμότητας του DNA στην χρωματίνη ονομάζεται μεθυλίωση DNA. Αυτή είναι μια διαδικασία με την οποία μια ομάδα μεθυλίου, CH3, συνδέεται σε μία από τις βάσεις του DNA που ονομάζεται κυτοσίνη, σηματοδοτώντας αυτήν την περιοχή του DNA. Η προσθήκη μιας ομάδας μεθυλίου σε ένα νουκλεοτίδιο είναι μία από τις πιο κοινές επιγενετικές ενδείξεις.

Πολύ συχνά οι επιγενετικές ετικέτες συνδέονται με κυτοσίνες που βρίσκονται κοντά σε άλλη βάση - γουανίνη. Οι περιοχές που έχουν αφθονία ζευγών κυτοσίνης-γουανίνης ονομάζονται νησιά CpG. Τα νησάκια CpG είναι ιδιαίτερα άφθονα σε περιοχές DNA που ονομάζονται προαγωγείς. Οι υποψήφιοι είναι οι ιστότοποι προσγείωσης για πρωτεΐνες που ξεκινούν την «ανάγνωση» των γονιδίων προκειμένου να παράγουν τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από τα γονίδια.

Έχει βρεθεί ότι με ορισμένα νησιά CpG, ο αριθμός των συνδεδεμένων μεθυλομάδων αυξάνεται με την ηλικία του οργανισμού, ενώ άλλες περιοχές του DNA μπορεί να χάσουν μεθυλίωση με την πάροδο του χρόνου. Αυτό το γεγονός έχει επισημάνει την πιθανότητα ότι η μεθυλίωση των νησιδίων CpG σχετίζεται άμεσα με την ηλικία.

Με βάση αυτήν την υπόθεση, ο Steve Horvath, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Λος Άντζελες, ο οποίος ειδικεύεται στη γενετική και τη βιοστατιστική του ανθρώπου, αποφάσισε να αναπτύξει έναν επιγενετικό υπολογισμό ηλικίας με βάση τον ρυθμό μεθυλίωσης των νησίδων CpG.

Για να αναπτύξει τον υπολογιστή του, ο Horvath συνέλεξε μια σειρά από σύνολα δεδομένων που περιείχαν πληροφορίες σχετικά με τη μεθυλίωση σε κύτταρα από διάφορους ιστούς του σώματος. Χρησιμοποίησε τόσο τα ελεύθερα διαθέσιμα δεδομένα στις βάσεις δεδομένων του Διαδικτύου όσο και τα ειδικά σύνολα δεδομένων που του διατέθηκαν από ερευνητές. Συνολικά υπήρχαν 82 πλήρεις σειρές πληροφοριών, οι οποίες περιελάμβαναν συνολικά 51 τύπους κυττάρων. Η ανάλυση περιελάμβανε τις ακόλουθες ομάδες κελιών:

Κύτταρα του αίματος (τόσο ερυθρά αιμοσφαίρια όσο και λευκά αιμοσφαίρια)
Κύτταρα που λαμβάνονται από διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου
Κύτταρα ιστού μαστού
Κύτταρα από το εσωτερικό του μάγουλου (ονομάζονται στοματικά κύτταρα)
Κύτταρα από το έντερο

Κύτταρα χόνδρου
Κύτταρα από τα βαθύτερα στρώματα του δέρματος (δερματικά κύτταρα)
Κύτταρα από το ανώτερο στρώμα του δέρματος (επιδερμίδα)
Κύτταρα από το στομάχι
Κύτταρα από την περιοχή του κεφαλιού και του λαιμού
Κύτταρα από την καρδιά
Κύτταρα από τα νεφρά
Κύτταρα του ήπατος
Κύτταρα των πνευμόνων
Κύτταρα από το μυελό των οστών
Δείγματα σάλιου
Κύτταρα από λιπώδη ιστό
Κύτταρα από την επένδυση της μήτρας
Κύτταρα σπέρματος
Κύτταρα που απαρτίζουν τα αιμοφόρα αγγεία
Μυϊκός ιστός

Ο Horvath ανέλυσε επίσης 20 δείγματα από όγκους και κυτταρικές σειρές καρκίνου για να συγκρίνει την επιγενετική ηλικία υγιών κυττάρων και κυττάρων που ήταν καρκινικά.

Ο ερευνητής χρησιμοποίησε μαθηματική και στατιστική ανάλυση για να επιλέξει τα γονίδια που επηρεάστηκαν περισσότερο από τη γήρανση. Η προσέγγισή του του επέτρεψε να βρει 353 CpG που άλλαζαν σταθερά με την ηλικία. Υπήρχαν 193 CpGs που μεθυλιώθηκαν περισσότερο με την αύξηση της ηλικίας, ενώ 160 CpGs σε ηλικιωμένους είχαν λιγότερα επιγενετικά σημάδια από ό, τι στους νεότερους. Ο Horvath ανακάλυψε επίσης ότι τα γονίδια που απέκτησαν περισσότερες ομάδες μεθυλίου με την ηλικία ήταν κοντά σε γονίδια που ελέγχονται από πρωτεΐνες polycomb, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας και της κατάστασης της χρωματίνης.

Το πρόσφατα αναπτυγμένο επιγενετικό ρολόι αποδείχθηκε αξιόπιστο. Σύμφωνα με την ανάλυση, το ρολόι ρυθμίστηκε στο "μηδέν" στην αρχή της διαδικασίας ανάπτυξης ενός νέου εμβρύου. Καθώς το νέο άτομο μεγάλωσε, το ρολόι και η διαφορά μεταξύ της χρονολογικής ηλικίας (ο αριθμός ετών που έζησε το άτομο) και η ηλικία που υπολογίστηκε από το επιγενετικό ρολόι δεν ήταν περισσότερο από 3 χρόνια. Οι προβλέψεις της επιγενετικής ή της DNAm ηλικίας ήταν ακριβείς για τους περισσότερους ιστούς εκτός από τον ιστό του μαστού, τους ιστούς από τη μήτρα, τους μυϊκούς ιστούς και τα κύτταρα του δέρματος. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών ηλικίας DNAm που ελήφθησαν από διαφορετικούς ιστούς από το ίδιο άτομο ήταν επίσης παρόμοια.

Περαιτέρω στοιχεία για την ακρίβεια του υπολογισμού της ηλικίας DNAm δόθηκαν με την ανάλυση κυττάρων που ελήφθησαν από ασθενείς με προγερία - ένα σύνδρομο στο οποίο οι ασθενείς γερνούν γρήγορα στην παιδική ηλικία. Η επιγενετική ηλικία αυτών των κυττάρων ήταν σημαντικά υψηλότερη από την πραγματική ηλικία των ασθενών.

Όταν ο ερευνητής εξέτασε τα καρκινικά κύτταρα, διαπίστωσε αρχικά ότι η επιγενετική ηλικία του καρκίνου ήταν σημαντικά υψηλότερη από την πραγματική ηλικία του κυττάρου. Αργότερα ανακάλυψε ότι είχε κάνει λάθος στους υπολογισμούς του. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, εξετάστηκαν 20 τύποι καρκινικών κυττάρων. Μεταξύ αυτών, 6 τύποι καρκινικών κυττάρων είχαν μια μεγαλύτερη επιγενετική ηλικία (που σημαίνει ότι η ηλικία τους έχει επιταχυνθεί). Ο καρκίνος του μαστού είναι ένας από τους καρκίνους στους οποίους συμβαίνει αυτή η επιτάχυνση. Τα δείγματα από τους άλλους 14 καρκίνους είχαν χαμηλότερη επιγενετική ηλικία - φαίνονταν νεότερα από το αναμενόμενο. Αυτό ήταν διαφορετικό από τις αρχικές δηλώσεις ότι όλα τα καρκινικά κύτταρα είχαν ηλικία μεγαλύτερη από την κανονική επιγενετική ηλικία.

Τα καρκινικά κύτταρα είναι γνωστό ότι φέρουν πολλά ελαττώματα στο DNA τους - που ονομάζονται μεταλλάξεις. Σε καρκινικά κύτταρα μολυσμένα με μεταλλάξεις, η επιγενετική ηλικία ήταν υψηλότερη. Ήταν επίσης ενδιαφέρον ότι τα καρκινικά κύτταρα που είχαν μεταλλάξεις στο γονίδιο που ονομάζεται p53 είχαν χαμηλότερη επιγενετική ηλικία από τα κύτταρα που δεν είχαν ελαττώματα σε αυτό το γονίδιο. Αυτό το γονίδιο παίζει σημαντικό ρόλο τόσο στην φυσιολογική ανάπτυξη των κυττάρων όσο και στον καρκίνο, οπότε είναι πολύ ενδιαφέρον ότι επηρεάζει επίσης την επιγενετική ηλικία ενός καρκινικού κυττάρου.

Υπήρχαν ορισμένα άλλα ενδιαφέροντα γεγονότα που αποκάλυψε η έρευνα του Horvath. Για παράδειγμα, διαπίστωσε ότι η επιγενετική ηλικία μπορεί να υπολογιστεί με παρόμοια ακρίβεια στους χιμπατζήδες. Αυτό το γεγονός μας ενθαρρύνει να πιστέψουμε ότι οι χιμπατζήδες είναι τα πιο στενά συνδεδεμένα είδη με τον άνθρωπο.

Ένα άλλο ενδιαφέρον εύρημα σχετίζεται με τα λεγόμενα βλαστικά κύτταρα. Τα βλαστικά κύτταρα είναι ειδικά κύτταρα των οποίων η μοίρα είναι απροσδιόριστη. Μπορούν ενδεχομένως να γίνουν οποιοσδήποτε τύπος κυττάρου, ανάλογα με το περιβάλλον τους. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν μάθει να μετατρέπουν «επαγγελματικά» ή τελικώς διαφοροποιημένα κύτταρα στο σώμα σε μη διαφοροποιημένα βλαστικά κύτταρα - αυτά τα κύτταρα ονομάζονται επαγόμενα πολυδύναμα κύτταρα, iPSCs. Ο Horvath διαπίστωσε ότι τόσο τα βλαστικά κύτταρα όσο και τα iPSC έχουν επιγενετική ηλικία μηδέν. Έχει επίσης βρει ότι η επιγενετική ηλικία των κυττάρων αυξάνεται όταν οι κυτταρικές καλλιέργειες μεταφέρονται σε άλλο μέσο, ​​το λεγόμενο πέρασμα.

Ο γενετιστής πρότεινε επίσης μια εξήγηση για το γιατί η μεθυλίωση του DNA συνδέεται τόσο στενά με την εποχή μας. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι μεταβαλλόμενοι ρυθμοί μεθυλίωσης αντικατοπτρίζουν το έργο αυτού που είναι γνωστό ως επιγενετικό σύστημα συντήρησης (EMS). Αυτό το σύστημα είναι υπεύθυνο για τη διατήρηση των επιγενετικών σημάνσεων στη θέση του, καθώς υπάρχουν περιοχές στα χρωμοσώματα που πρέπει πάντα να μεθυλιώνονται. Με την ηλικία, μικρά σφάλματα - μεταλλάξεις - μπορούν να συσσωρευτούν στο DNA των κυττάρων, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα του EMS.

Ο Steve Horvaths Η εργασία είναι ζωτικής σημασίας για μελλοντικές μελέτες γήρανσης και ανάπτυξης των κυττάρων, καθώς και για τη βιολογία του καρκίνου. Το επιγενετικό ρολόι του χρησιμοποιείται επί του παρόντος για πολλές εφαρμογές και τύπους έρευνας.

Το επιστημονικό έργο του Steve Horvath @ Ηλικία μεθυλίωσης DNA ανθρώπινων ιστών και τύπων κυττάρων

Στο δικό μας Κατάστημα

.