Epigenetski test

Koliko sem v resnici stara

Odkrijte svojo resnično starost | Test vam da informacije o vaši biološki starosti.

Proces staranja vsakega človeka je individualen in je odvisen od različnih dejavnikov, kot so prehrana, gibanje, navade in raven stresa. Patentirani testni postopek uporablja metilacijske markerje na vaši DNK za določitev vaše dejanske, epigenetske starosti. Ko je ta osnovna vrednost določena, lahko preizkusite svoj življenjski slog. Ker so metilni markerji na vaši DNK načeloma reverzibilni, torej reverzibilni.

Torej imate nadzor nad svojo starostjo.

Znanstvena podlaga

Staranje je vprašanje, ki prizadene vsakogar. Navsezadnje je ta proces neizogiben za številne organizme, s katerimi se srečujemo - tudi za nas same. Znanstveniki že desetletja raziskujejo mehanizme, zaradi katerih se staramo. Staranje je zapleten biološki proces in včasih se ljudje lahko starajo hitreje ali počasneje v primerjavi z dejanskim številom let, ki so jih preživeli. To pomeni, da se njihova biološka starost razlikuje od kronološke starosti. Izračun biološke starosti je zelo zanimiv za znanstvenike, saj lahko razkrije spremembe, ki jih bo telo skozi življenje preživelo. Eden od pristopov za ta "skriti izračun starosti" je uporaba našega genskega materiala, DNK. Ta pristop je pred nekaj leti predstavil profesor Steve Horvath predlagal.

Ena izmed najbolj razširjenih teorij staranja je kopičenje pomembnih poškodb makromolekul celic, zlasti beljakovin in nukleinskih kislin. To ima več posledic za celice in celotno telo. Molekularna poškodba različnih makromolekul je povezana. Poškodba DNK lahko povzroči okvarjene beljakovine, slednje pa lahko privedejo do oslabljenega popravljanja DNK, kar poveča število napak v DNK in vpliva na delovanje genov. Drugi simptom starosti je zmanjšanje dolžine kromosomov. Pred kratkim je bila opažena še ena pomembna sprememba. Proteini, ki pomagajo zadržati DNA v kromosomu, imenovani histoni, se s starostjo spreminjajo.

Kromosomi v naših celicah so organizirani v kromatinu. Kromatin je v bistvu sestavljen iz DNA, ki je tesno ovita okoli blokov beljakovin, ki tvorijo tako imenovano strukturo "biser na vrvici". Molekularne povezave med kromosomskimi beljakovinami in DNA so ključne za normalno aktivnost celice. Kadar so beljakovine in DNA zelo tesno povezane, drugi proteini ne morejo "prebrati" informacij v tem določenem območju kromosoma. Geni, ki se nahajajo v teh regijah, utihnejo in se ne uporabljajo za tvorjenje beljakovin. Ko so beljakovine in DNA ohlapno vezane, so informacije veliko bolj dostopne. Tam lahko pristanejo drugi proteini in prepišejo kopijo gena v drugo nukleinsko kislino - RNA -, ki se nato uporablja za tvorbo novih beljakovin.

Moč vezi med histoni in DNA urejajo mehanizmi, ki jih znanstveniki imenujejo "epigenetski" - v bistvu mehanizmi, ki so "nad geni". Obstaja več načinov, kako lahko ti mehanizmi posežejo v strukturo kromosomov. Ena od strategij, ki jo celica uporablja za nadzor dostopnosti DNA v kromatinu, se imenuje metilacija DNA. To je postopek, s katerim je metilna skupina, CH3, pritrjena na eno od baz v DNK, imenovano citozin, in označuje to področje DNA. Dodajanje metilne skupine nukleotidu je ena najpogostejših epigenetskih oznak.

Zelo pogosto so epigenetske oznake pritrjene na citozine, ki so blizu druge osnove - gvanina. Območja, ki imajo veliko parov citozin-gvanin, se imenujejo otoki CpG. Otokov CpG je še posebej veliko na območjih DNA, imenovanih promotorji. Promotorji so mesta iztovarjanja proteinov, ki sprožijo "branje" genov, da proizvedejo beljakovine, ki jih kodirajo geni.

Ugotovljeno je bilo, da se pri nekaterih otokih CpG število vezanih metilnih skupin povečuje s starostjo organizma, medtem ko lahko druga področja DNA sčasoma izgubijo metilacijo. To dejstvo kaže na možnost, da je metilacija otočkov CpG neposredno povezana s starostjo.

Na podlagi te predpostavke se je Steve Horvath, profesor na Univerzi v Kaliforniji v Los Angelesu, ki je specializiran za človeško genetiko in biostatistiko, odločil, da bo razvil epigenetski kalkulator starosti, ki temelji na stopnji metilacije otočkov CpG.

Za razvoj svojega računalnika je Horvath zbral vrsto podatkovnih nizov, ki vsebujejo informacije o metilaciji v celicah iz različnih tkiv v telesu. Uporabljal je tako prosto dostopne podatke v internetnih zbirkah podatkov kot posebne nabore podatkov, ki so mu jih dali na voljo raziskovalci. Skupaj je bilo 82 celotnih sklopov informacij, ki so sestavljali skupaj 51 vrst celic. Analiza je vključevala naslednje skupine celic:

Celice krvi (tako rdeče krvne celice kot bele krvne celice)
Celice, vzete iz različnih predelov možganov
Celice tkiva dojke
Celice z notranje strani lica (imenovane bukalne celice)
Celice iz črevesja

Hrustančne celice
Celice iz globljih plasti kože (dermalne celice)
Celice iz zgornje plasti kože (povrhnjica)
Celice iz želodca
Celice iz območja glave in vratu
Celice iz srca
Celice iz ledvic
Jetrne celice
Celice pljuč
Celice iz kostnega mozga
Vzorci sline
Celice iz maščobnega tkiva
Celice iz sluznice maternice
Spermne celice
Celice, ki tvorijo krvne žile
Mišično tkivo

Horvath je analiziral tudi 20 vzorcev iz tumorjev in celičnih linij raka, da bi primerjal epigenetsko starost zdravih celic in celic, ki so bile rakave.

Raziskovalec je z matematično in statistično analizo izbral gene, ki jih je staranje najbolj prizadelo. Njegov pristop mu je omogočil, da je našel 353 CpG, ki so se skladno s starostjo spreminjali. Obstajalo je 193 CpG, ki so bili z naraščanjem starosti bolj metilirani, medtem ko je imelo 160 CpG pri starejših manj epigenetskih oznak kot pri mlajših. Horvath je tudi odkril, da so geni, ki so s starostjo pridobili več metilnih skupin, blizu genov, ki jih nadzirajo polikombirani proteini, ki so odgovorni za uravnavanje genske aktivnosti in stanja kromatina.

Novo razvita epigenetska ura se je izkazala za zanesljivo. Glede na analizo je bila ura nastavljena na "nič" na začetku razvojnega procesa novega zarodka. Ko je novi posameznik naraščal, je rasla tudi ura in razlika med kronološko starostjo (številom let, ko je oseba živela) in starostjo, izračunano iz epigenetske ure, ni bila večja od 3 let. Napovedi o epigenetski ali DNAm starosti so bile natančne za večino tkiv, razen dojk, tkiv maternice, mišičnega tkiva in kožnih celic. Podobni so bili tudi rezultati izračunov starosti DNAm, pridobljeni iz različnih tkiv iste osebe.

Nadaljnji dokazi o natančnosti izračuna starosti DNAm so bili zagotovljeni z analizo celic, pridobljenih od bolnikov s progerijo - sindromom, pri katerem se bolniki v otroštvu hitro starajo. Epigenetska starost teh celic je bila bistveno višja od dejanske starosti bolnikov.

Ko je raziskovalec pregledal rakave celice, je najprej ugotovil, da je bila epigenetska starost raka znatno višja od dejanske starosti celice. Pozneje je odkril, da se je pri svojih izračunih zmotil. Kot smo že omenili, je bilo testiranih 20 vrst rakavih celic. Med njimi je imelo 6 vrst rakavih celic starejšo epigenetsko starost (kar pomeni, da se je njihova starost pospešila). Rak dojke je eden izmed vrst raka, pri katerem pride do tega pospeševanja. Vzorci drugih 14 rakov so imeli nižjo epigenetsko starost - videti so bili mlajši od pričakovanega. To se je razlikovalo od začetnih izjav, da so imele vse rakave celice starejšo epigenetsko starost od običajne.

Znano je, da rakave celice vsebujejo več napak v svoji DNK, imenovane mutacije. Epigenetska starost je bila višja pri rakavih celicah, kontaminiranih z mutacijami. Zanimivo je bilo tudi, da so rakave celice, ki so imele mutacije v genu, imenovanem p53, imele nižjo epigenetsko starost kot celice, ki niso imele napak v tem genu. Ta gen igra pomembno vlogo tako pri normalnem razvoju celic kot pri raku, zato je zelo zanimivo, da vpliva tudi na epigenetsko starost rakave celice.

Horvathova raziskava je razkrila številna druga zanimiva dejstva. Na primer, ugotovil je, da je pri šimpanzih s podobno natančnostjo mogoče izračunati epigenetsko starost. To dejstvo krepi naše prepričanje, da so šimpanzi človeku najbolj povezane vrste.

Druga zanimiva ugotovitev se nanaša na tako imenovane izvorne celice. Matične celice so posebne celice, katerih usoda je nedoločena. Potencialno lahko postanejo katere koli vrste celic, odvisno od njihovega okolja. V zadnjih letih so se raziskovalci naučili pretvarjati "profesionalne" ali dokončno diferencirane celice v telesu v nediferencirane izvorne celice - te celice se imenujejo inducirane pluripotentne celice, iPSC. Horvath je ugotovil, da imajo matične celice in iPSC epigenetsko starost nič. Ugotovil je tudi, da se epigenetska starost celic poveča, ko se celične kulture prenesejo v drug medij, tako imenovani prehod.

Genetik je predlagal tudi razlago, zakaj je metilacija DNA tako tesno povezana z našo starostjo. Ugotovil je, da spreminjajoče se stopnje metilacije odražajo delo tako imenovanega epigenetskega vzdrževalnega sistema (EMS). Ta sistem je odgovoren za ohranjanje epigenetskih oznak, saj na primer v kromosomih obstajajo območja, ki jih je treba vedno metilirati. S starostjo se v DNK celic lahko kopičijo majhne napake - mutacije, kar lahko poslabša aktivnost EMS.

Steve Horvaths Delo je ključnega pomena za prihodnje študije staranja in razvoja celic ter biologije raka. Njegova epigenetska ura se trenutno uporablja za številne aplikacije in vrste raziskav.

Znanstveno delo Steva Horvatha @ Starost metilacije DNK človeških tkiv in tipov celic

Našim Trgovina

.