Epigeneetiline test

Kui vana ma tegelikult olen

Avastage oma tegelik vanus | Test annab teile teavet teie bioloogilise vanuse kohta.

Iga inimese vananemisprotsess on individuaalne ja sõltub erinevatest teguritest, nagu toitumine, liikumine, harjumused ja stressitase. Patenteeritud testiprotseduur kasutab teie DNA metüülimismarkereid teie tegeliku epigeneetilise vanuse määramiseks. Kui see baasväärtus on kindlaks määratud, saate oma elustiili proovile panna. Sest metüülimismarkerid teie DNA-l on põhimõtteliselt pöörduvad, st pöörduvad.

Nii et teie vanus on teie enda kätes.

Teaduslik taust

Vananemine on probleem, mis mõjutab kõiki. Lõppude lõpuks on see protsess vältimatu paljude organismide jaoks, kellega me kokku puutume – ka meie endi jaoks. Teadlased on aastakümneid uurinud mehhanisme, mis põhjustavad meie vananemist. Vananemine on keeruline bioloogiline protsess ja mõnikord võivad inimesed vananeda kiiremini või aeglasemalt võrreldes nende tegeliku elatud aastate arvuga. See tähendab, et nende bioloogiline vanus erineb nende kronoloogilisest. Bioloogilise vanuse arvutamine pakub teadlastele suurt huvi, sest see võib paljastada muutusi, mida keha läbib elu jooksul. Üks selle "varjatud vanuse arvutamise" lähenemisviise on kasutada meie geneetilist materjali, DNA-d. Selle lähenemisviisi töötas mitu aastat tagasi välja professor Steve Horváth soovitas.

Üks populaarsemaid vananemisteooriaid on rakkude makromolekulide, eriti valkude ja nukleiinhapete olulise kahjustuse kuhjumine. Sellel on rakkudele ja kogu kehale palju tagajärgi. Erinevate makromolekulide molekulaarne kahjustus on seotud. DNA kahjustamine võib põhjustada vigaseid valke ja viimane võib põhjustada DNA paranemise halvenemist, mis suurendab DNA vigade arvu ja mõjutab geenide toimimist. Teine vanaduse sümptom on kromosoomide pikkuse vähenemine. Hiljuti märgiti veel üht olulist muudatust. Valkud, mis aitavad DNA-d kromosoomis hoida, nn histoonid, muutuvad ka vanusega.

Meie rakkude kromosoomid on organiseeritud kromatiiniks. Kromatiin on sisuliselt DNA, mis on tihedalt mähitud ümber valguplokkide, moodustades nn "helmeste nööril" struktuuri. Molekulaarsed ühendused kromosomaalsete valkude ja DNA vahel on raku normaalseks aktiivsuseks üliolulised. Kui valgud ja DNA on omavahel väga tihedalt seotud, ei saa teised valgud kromosoomi selles konkreetses piirkonnas teavet "lugeda". Nendes piirkondades asuvad geenid vaikivad ja neid ei kasutata valkude tootmiseks. Kui valgud ja DNA on lõdvalt seotud, on teave palju paremini kättesaadav. Teised valgud võivad sinna sattuda ja transkribeerida geeni koopia teisele nukleiinhappele – RNA-le –, mida omakorda kasutatakse uute valkude tootmiseks.

Histoonide ja DNA vaheliste sidemete tugevust reguleerivad mehhanismid, mida teadlased nimetavad "epigeneetilisteks" - sisuliselt mehhanismid, mis asuvad "geenidest kõrgemal". Nende mehhanismide kaudu on kromosoomi struktuuri sekkumiseks mitu võimalust. Üks strateegiaid, mida rakk kasutab DNA ligipääsetavuse kontrollimiseks kromatiinis, nimetatakse DNA metüülimiseks. See on protsess, mille käigus metüülrühm CH3 kinnitub ühe DNA alusega, mida nimetatakse tsütosiiniks, tähistades seda DNA piirkonda. Metüülrühma lisamine nukleotiidile on üks levinumaid epigeneetilisi märke.

Väga sageli lisatakse epigeneetilisi märke tsütosiinidele, mis asuvad teise aluse – guaniini – läheduses. Piirkondi, kus on palju tsütosiini-guaniini paare, nimetatakse CpG saarteks. CpG saari on eriti palju DNA piirkondades, mida nimetatakse promootoriteks. Promootorid on nende valkude maandumiskohad, mis käivitavad geenide "lugemise", et toota geenide poolt kodeeritud valke.

On leitud, et teatud CpG saarte korral suureneb kinnitatud metüülrühmade arv organismi vananemisega, samas kui teised DNA piirkonnad võivad aja jooksul metüülimise kaotada. See asjaolu on viidanud võimalusele, et CpG saarte metüleerimine on otseselt seotud vanusega.

Selle eelduse põhjal otsustas Los Angeleses asuva California ülikooli professor Steve Horvath, kes on spetsialiseerunud inimese geneetikale ja biostatistikale, välja töötada epigeneetilise vanuse kalkulaatori, mis põhineb CpG saarte metüülimiskiirusel.

Oma arvuti arendamiseks kogus Horvath rea andmekogumeid, mis sisaldasid teavet keha erinevatest kudedest pärit metüülimise kohta rakkudes. Ta kasutas nii Interneti-andmebaasides vabalt kättesaadavaid andmeid kui ka spetsiaalseid andmekogumeid, mille teadlased talle kättesaadavaks tegid. Kokku oli 82 täielikku teabekomplekti, mis hõlmas kokku 51 rakutüüpi. Analüüs hõlmas järgmisi lahtrirühmi:

Vere rakud (nii punased kui ka valged verelibled)
Aju erinevatest piirkondadest võetud rakud
Rinnakoe rakud
Rakud põse sisemusest (nn põsrakud)
Rakud soolestikust

Kõhre rakud
Rakud naha sügavamatest kihtidest (naharakud)
Rakud naha ülemisest kihist (epidermis)
Rakud maost
Rakud pea- ja kaelapiirkonnast
Rakud südamest
Rakud neerust
Maksarakud
Kopsu rakud
Rakud luuüdist
Süljeproovid
Rakud rasvkoest
Rakud emaka limaskestast
Seemnerakud
Rakud, mis moodustavad veresooned
Lihaskoe

Horvath analüüsis ka 20 kasvaja ja vähirakkude proovi, et võrrelda tervete ja vähirakkude rakke epigeneetiliselt.

Teadlane kasutas vananemisest kõige enam mõjutatud geenide valimiseks matemaatilist ja statistilist analüüsi. Tema lähenemine võimaldas tal leida 353 CpG-d, mis muutusid vanusega pidevalt. Oli 193 CpG-d, mis olid vanuse kasvades metüleeritumad, samas kui vanemate inimeste 160 CpG-l oli vähem epigeneetilisi märgistusi kui noorematel inimestel. Horvath avastas ka, et geenid, mis omandasid vanusega rohkem metüülrühmi, olid geenide läheduses, mida kontrollisid polükombivalgud, mis vastutavad geenide aktiivsuse ja kromatiini oleku reguleerimise eest.

Äsja väljatöötatud epigeneetiline kell osutus usaldusväärseks. Analüüsi kohaselt seati kell uue embrüo arenguprotsessi alguses "nulli". Uue indiviidi kasvades kasvas ka kell ning kronoloogilise vanuse (inimese elatud aastate arv) ja epigeneetilise kella järgi arvutatud vanuse vahe ei olnud suurem kui 3 aastat. Epigeneetilised või DNAm vanuse prognoosid olid täpsed enamiku kudede jaoks, välja arvatud rinnakude, emakast, lihaskoest ja naharakkudest. Sama inimese erinevatest kudedest saadud DNAm vanuse arvutuste tulemused olid samuti sarnased.

Täiendavad tõendid DNAm vanuse arvutamise täpsuse kohta saadi progeriaga - sündroomiga patsientide vanus lapsepõlves kiiresti vananenud patsientidelt saadud rakkude analüüsimisel. Nende rakkude epigeneetiline vanus oli oluliselt kõrgem kui patsientide tegelik vanus.

Kui teadlane uuris vähirakke, leidis ta kõigepealt, et vähi epigeneetiline vanus oli oluliselt suurem kui raku tegelik vanus. Hiljem avastas ta, et tegi arvutustes vea. Nagu varem mainitud, testiti 20 vähiraku tüüpi. Nende hulgas oli 6 vähirakutüübil vanem epigeneetiline vanus (see tähendab, et nende vanus on kiirenenud). Rinnavähk on üks vähkidest, kus see kiirendus toimub. Ülejäänud 14 vähi proovide epigeneetiline vanus oli madalam - nad tundusid oodatust nooremad. See erines algsetest väidetest, et kõigil vähirakkudel oli normist vanem epigeneetiline vanus.

Vähirakkudel on teadaolevalt mitmeid DNA defekte - nn mutatsioone. Mutatsioonidega saastunud vähirakkudes oli epigeneetiline vanus kõrgem. Huvitav oli ka see, et vähirakkudel, millel olid mutatsioonid geenis p53, oli madalam epigeneetiline vanus kui rakkudel, millel selles geenis puudusi ei olnud. Sellel geenil on oluline roll nii rakkude normaalses arengus kui vähis, seetõttu on väga huvitav, et see mõjutab ka vähiraku epigeneetilist vanust.

Horvathi uurimistööst selgus veel mitmeid huvitavaid fakte. Näiteks leidis ta, et epigeneetilist vanust saab šimpansidel sarnase täpsusega arvutada. See asjaolu julgustab meid uskuma, et šimpansid on inimestele kõige lähedasemad liigid.

Veel üks huvitav leid on seotud niinimetatud tüvirakkudega. Tüvirakud on spetsiaalsed rakud, mille saatus on määramata. Need võivad sõltuvalt nende keskkonnast muutuda mis tahes tüüpi rakkudeks. Viimastel aastatel on teadlased õppinud muutma "professionaalseid" või lõplikult diferentseerunud keharakke diferentseerumata tüvirakkudeks – neid rakke nimetatakse indutseeritud pluripotentseteks rakkudeks, iPSC-deks. Horvath leidis, et nii tüvirakkude kui ka iPSC-de epigeneetiline vanus on null. Ta leidis ka, et rakkude epigeneetiline vanus suureneb, kui rakukultuurid viiakse üle teise söötmesse, mida nimetatakse passaažiks.

Geneetik on välja pakkunud ka selgituse, miks on DNA metüülimine meie vanusega nii tihedalt seotud. Ta jõudis järeldusele, et muutuv metüülimiskiirus peegeldab nn epigeneetilise hooldussüsteemi (EMS) tööd. See süsteem vastutab epigeneetiliste markerite paigal hoidmise eest, kuna kromosoomides on piirkondi, mida tuleks alati metüleerida. Vanusega võivad rakkude DNA-sse koguneda väikesed vead - mutatsioonid -, mis võivad häirida EMS-i aktiivsust.

Steve Horváths Töö on rakkude vananemise ja arengu ning vähi bioloogia tulevaste uuringute jaoks ülioluline. Selle epigeneetilist kella kasutatakse praegu arvukate rakenduste ja uuringute jaoks.

Steve Horváth @ teaduslik töö Inimkudede ja rakutüüpide DNA metüülimise vanus

Meie E-pood

.