การทดสอบ Epigenetic

จริงๆแล้วฉันอายุเท่าไหร่?

ค้นพบอายุที่แท้จริงของคุณ | การทดสอบจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับอายุทางชีวภาพของคุณ

กระบวนการสูงวัยของแต่ละคนเป็นเรื่องของแต่ละคนและขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อาหาร การออกกำลังกาย นิสัย และระดับความเครียด ขั้นตอนการทดสอบที่ได้รับการจดสิทธิบัตรจะใช้เครื่องหมายเมทิลเลชั่นบน DNA ของคุณเพื่อกำหนดอายุอีพีเจเนติกที่แท้จริงของคุณ เมื่อกำหนดค่าพื้นฐานนี้แล้ว คุณสามารถทดสอบไลฟ์สไตล์ของคุณได้ เนื่องจากเครื่องหมายเมทิลเลชันบน DNA ของคุณมีหลักการย้อนกลับได้ กล่าวคือ ย้อนกลับได้

คุณอยู่ในการควบคุมอายุของคุณเอง

ภูมิหลังทางวิทยาศาสตร์

วัยชราเป็นปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อทุกคน ท้ายที่สุดแล้ว กระบวนการนี้เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับสิ่งมีชีวิตมากมายที่เราเผชิญ รวมถึงตัวเราเอง นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษากลไกที่ทำให้เราแก่ก่อนวัยมานานหลายทศวรรษ การแก่ชราเป็นกระบวนการทางชีววิทยาที่ซับซ้อน และบางครั้งผู้คนสามารถมีอายุเร็วขึ้นหรือช้าลงเมื่อเทียบกับจำนวนปีที่แท้จริงที่พวกเขามีชีวิตอยู่ ซึ่งหมายความว่าอายุทางชีวภาพแตกต่างจากอายุตามลำดับเวลา การคำนวณอายุทางชีวภาพเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก เพราะสามารถแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่ร่างกายต้องเผชิญตลอดช่วงอายุขัยของมัน วิธีหนึ่งใน "การคำนวณอายุที่ซ่อนอยู่" นี้คือการใช้สารพันธุกรรมของเรา ดีเอ็นเอ วิธีการนี้ได้รับการพัฒนาเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดย Professor สตีฟ ฮอร์วาธ แนะนำ

ทฤษฎีความชราที่แพร่หลายที่สุดประการหนึ่งคือการสะสมของความเสียหายที่สำคัญต่อโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลล์ โปรตีนและกรดนิวคลีอิกเป็นหลัก สิ่งนี้มีผลมากมายต่อเซลล์และต่อร่างกายทั้งหมด ความเสียหายระดับโมเลกุลต่อโมเลกุลขนาดใหญ่ต่างกัน ความเสียหายต่อ DNA อาจส่งผลให้เกิดความผิดพลาดของโปรตีน และอย่างหลังสามารถนำไปสู่การซ่อมแซม DNA ที่บกพร่อง เพิ่มจำนวนข้อผิดพลาดใน DNA และส่งผลต่อการทำงานของยีน อาการของวัยชราอีกประการหนึ่งคือความยาวของโครโมโซมลดลง เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอีกประการหนึ่ง โปรตีนที่ช่วยยึด DNA ในโครโมโซมที่เรียกว่าฮิสโตน ก็เปลี่ยนแปลงตามอายุเช่นกัน

โครโมโซมในเซลล์ของเราจัดเป็นโครมาติน โครมาตินประกอบด้วย DNA ที่พันรอบบล็อกโปรตีนอย่างแน่นหนาซึ่งสร้างสิ่งที่เรียกว่าโครงสร้าง "ลูกปัดบนเชือก" การเชื่อมต่อระดับโมเลกุลระหว่างโปรตีนโครโมโซมกับ DNA มีความสำคัญต่อการทำงานปกติของเซลล์ เมื่อโปรตีนและดีเอ็นเอจับกันอย่างแน่นหนา โปรตีนชนิดอื่นไม่สามารถ "อ่าน" ข้อมูลในบริเวณนั้นของโครโมโซมได้ ยีนที่อยู่ในบริเวณเหล่านี้จะเงียบและไม่ได้ใช้เพื่อสร้างโปรตีน เมื่อโปรตีนและ DNA ถูกผูกมัดอย่างหลวมๆ ข้อมูลก็สามารถเข้าถึงได้มากขึ้น โปรตีนชนิดอื่นสามารถลงจอดที่นั่นและเขียนสำเนาของยีนใหม่ลงบนกรดนิวคลีอิก RNA ซึ่งใช้สร้างโปรตีนใหม่

ความแข็งแรงของพันธะระหว่างฮิสโตนและดีเอ็นเอถูกควบคุมโดยกลไกที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "อีพิเจเนติก" โดยพื้นฐานแล้ว กลไกที่ "อยู่เหนือยีน" มีหลายวิธีในการแทรกแซงโครงสร้างโครโมโซมผ่านกลไกเหล่านี้ หนึ่งในกลยุทธ์ที่เซลล์ใช้เพื่อควบคุมการเข้าถึง DNA ในโครมาตินเรียกว่า DNA methylation นี่เป็นกระบวนการที่หมู่เมทิล CH3 ติดอยู่กับเบสตัวใดตัวหนึ่งใน DNA ที่เรียกว่า cytosine ซึ่งทำเครื่องหมายบริเวณ DNA นั้น การเพิ่มหมู่เมทิลเข้ากับนิวคลีโอไทด์เป็นหนึ่งในเครื่องหมายอีพีเจเนติกที่พบบ่อยที่สุด

บ่อยครั้งที่เครื่องหมาย epigenetic ติดอยู่กับ cytosines ที่อยู่ใกล้กับฐานอื่น - guanine บริเวณที่มีคู่ไซโตซีน-กัวนีนอยู่มากเรียกว่าเกาะซีพีจี หมู่เกาะ CpG มีอยู่มากมายในพื้นที่ของ DNA ที่เรียกว่าโปรโมเตอร์ โปรโมเตอร์เป็นพื้นที่เชื่อมโยงไปถึงโปรตีนที่เริ่ม "การอ่าน" ของยีนเพื่อสร้างโปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีน

พบว่าสำหรับเกาะ CpG บางเกาะ จำนวนกลุ่มเมทิลที่เกาะติดกันจะเพิ่มขึ้นตามอายุของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ของ DNA อาจสูญเสียเมทิลเลชันเมื่อเวลาผ่านไป ข้อเท็จจริงนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่ CpG island methylation จะสัมพันธ์โดยตรงกับอายุ

จากสมมติฐานนี้ สตีฟ ฮอร์วาธ ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ซึ่งเชี่ยวชาญด้านพันธุศาสตร์มนุษย์และชีวสถิติ ตัดสินใจพัฒนาเครื่องคำนวณอายุอีพีเจเนติกตามอัตราเมทิลเลชันของเกาะ CpG

ในการพัฒนาเครื่องคิดเลข Horvath ได้รวบรวมชุดข้อมูลที่มีข้อมูลเกี่ยวกับเมทิลเลชันในเซลล์จากเนื้อเยื่อต่างๆ ของร่างกาย เขาได้ใช้ทั้งข้อมูลที่มีอยู่อย่างอิสระในฐานข้อมูลอินเทอร์เน็ตและชุดข้อมูลพิเศษที่นักวิจัยจัดเตรียมไว้ให้ มีข้อมูลทั้งหมด 82 ชุด ครอบคลุม 51 ประเภทเซลล์ การวิเคราะห์รวมกลุ่มเซลล์ต่อไปนี้:

เซลล์เม็ดเลือด (ทั้งเซลล์เม็ดเลือดแดงและเม็ดเลือดขาว)
เซลล์ที่นำมาจากส่วนต่าง ๆ ของสมอง
เซลล์ของเนื้อเยื่อเต้านม
เซลล์จากด้านในของแก้ม (เรียกว่า เซลล์กระพุ้งแก้ม)
เซลล์จากลำไส้

เซลล์กระดูกอ่อน
เซลล์จากชั้นลึกของผิวหนัง (dermal cells)
เซลล์จากชั้นบนสุดของผิวหนัง (epidermis)
เซลล์จากกระเพาะอาหาร
เซลล์จากบริเวณศีรษะและคอ
เซลล์จากหัวใจ
เซลล์จากไต
เซลล์ตับ
เซลล์ของปอด
เซลล์จากไขกระดูก
ตัวอย่างน้ำลาย
เซลล์จากเนื้อเยื่อไขมัน
เซลล์จากเยื่อบุโพรงมดลูก
เซลล์อสุจิ
เซลล์ที่ประกอบเป็นหลอดเลือด
เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ

Horvath ยังวิเคราะห์ตัวอย่างเนื้องอกและเซลล์มะเร็ง 20 ตัวอย่างเพื่อเปรียบเทียบอายุของ epigenetic ของเซลล์และเซลล์ที่มีสุขภาพดีที่เปลี่ยนแปลงโดยมะเร็ง

ผู้วิจัยใช้การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์และสถิติเพื่อเลือกยีนที่ได้รับผลกระทบจากอายุมากที่สุด วิธีการของเขาทำให้เขาพบ 353 CpG ที่เปลี่ยนแปลงไปตามอายุอย่างสม่ำเสมอ มี 193 CpGs ที่กลายเป็น methylated มากขึ้นตามอายุ ในขณะที่ 160 CpGs ในผู้สูงอายุมีเครื่องหมาย epigenetic น้อยกว่าในคนที่อายุน้อยกว่า Horvath ยังค้นพบด้วยว่ายีนที่ได้รับกลุ่มเมธิลมากขึ้นตามอายุนั้นตั้งอยู่ใกล้ยีนที่ควบคุมโดยโปรตีนที่เรียกว่า Polycomb ซึ่งมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของยีนและสถานะของโครมาติน

นาฬิกา epigenetic ที่พัฒนาขึ้นใหม่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือ จากการวิเคราะห์ นาฬิกาถูกตั้งค่าเป็น "ศูนย์" ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการพัฒนาตัวอ่อนใหม่ เมื่อบุคคลใหม่เติบโตขึ้น นาฬิกาก็เช่นกัน และความแตกต่างระหว่างอายุตามลำดับเวลา (จำนวนปีที่บุคคลนั้นมีชีวิตอยู่) กับอายุที่คำนวณจากนาฬิกาอีพีเจเนติกนั้นไม่เกิน 3 ปี การทำนายอายุของ epigenetic หรือ DNAm นั้นแม่นยำสำหรับเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ ยกเว้นเซลล์เต้านม มดลูก กล้ามเนื้อ และผิวหนัง ผลลัพธ์ของการคำนวณอายุ DNAm ที่ได้จากเนื้อเยื่อต่าง ๆ จากบุคคลเดียวกันนั้นมีความคล้ายคลึงกัน

หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับความถูกต้องของการคำนวณอายุของ DNAm ได้มาจากการวิเคราะห์เซลล์ที่ได้จากผู้ป่วยที่มี progeria ซึ่งเป็นกลุ่มอาการที่ผู้ป่วยมีอายุอย่างรวดเร็วในช่วงวัยเด็ก อายุ epigenetic ของเซลล์เหล่านี้สูงกว่าอายุจริงของผู้ป่วยอย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อผู้วิจัยตรวจสอบเซลล์มะเร็ง เขาพบว่าในมะเร็งนั้น อายุของ epigenetic สูงกว่าอายุจริงของเซลล์อย่างมีนัยสำคัญ ต่อมาเขาตระหนักว่าเขาทำผิดพลาดในการคำนวณของเขา ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว มีการทดสอบเซลล์มะเร็ง 20 ชนิด ในจำนวนนี้ เซลล์มะเร็ง 6 ชนิดมีอายุอีพีเจเนติกที่สูงกว่า (หมายถึงอายุเร็วขึ้น) มะเร็งเต้านมเป็นหนึ่งในมะเร็งที่มีการเร่งความเร็วนี้ ตัวอย่างจากมะเร็งอีก 14 ชนิดมีอายุอีพีเจเนติกต่ำกว่า ซึ่งดูอ่อนกว่าที่คาด ซึ่งตรงกันข้ามกับข้อความเริ่มต้นที่ว่าเซลล์มะเร็งทั้งหมดมีอายุอีพีเจเนติกที่สูงกว่าปกติ

เซลล์มะเร็งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีข้อผิดพลาดหลายประการใน DNA ที่เรียกว่าการกลายพันธุ์ ในเซลล์มะเร็งที่มีการกลายพันธุ์ อายุของ epigenetic จะสูงขึ้น เป็นที่น่าสนใจเช่นกันที่เซลล์มะเร็งที่มีการกลายพันธุ์ในยีนที่เรียกว่า p53 มีอายุอีพีเจเนติกต่ำกว่าเซลล์ที่ไม่มีข้อผิดพลาดในยีนนี้ ยีนนี้มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเซลล์ปกติและมะเร็ง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจมากที่ยีนนี้มีอิทธิพลต่ออายุอีพีเจเนติกของเซลล์มะเร็งด้วย

มีข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอีกมากมายที่การวิจัยของ Horvath เปิดเผย ตัวอย่างเช่น เขาพบว่าอายุอีพีเจเนติกส์สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำในชิมแปนซีเช่นเดียวกัน ข้อเท็จจริงนี้กระตุ้นให้เราเชื่อว่าชิมแปนซีเป็นสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์มากที่สุด

การค้นพบที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับสเต็มเซลล์ที่เรียกว่า เซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์พิเศษที่ไม่ทราบชะตากรรม พวกมันสามารถกลายเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้เรียนรู้ที่จะแปลงเซลล์ "มืออาชีพ" หรือเซลล์ที่มีความแตกต่างในระยะสุดท้ายในร่างกายให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่แตกต่างกัน - เซลล์เหล่านี้เรียกว่าเซลล์พลูริโพเทนต์เหนี่ยวนำ iPSCs Horvath พบว่าทั้งสเต็มเซลล์และ iPSCs มีอายุอีพีเจเนติกส์เท่ากับศูนย์ นอกจากนี้ เขายังพบว่าอายุอีพีเจเนติกของเซลล์เพิ่มขึ้นเมื่อการเพาะเลี้ยงเซลล์ถูกถ่ายโอนไปยังสื่ออื่นที่เรียกว่าการผ่าน

นักพันธุศาสตร์ได้เสนอคำอธิบายด้วยว่าเหตุใด DNA methylation จึงมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับอายุของเรา เขาสรุปว่าอัตราการเกิดเมทิลเลชั่นที่เปลี่ยนแปลงไปนั้นสะท้อนถึงการทำงานของสิ่งที่เรียกว่าระบบการบำรุงรักษาแบบอีพีเจเนติก (EMS) ระบบนี้มีหน้าที่รักษาเครื่องหมายอีพีเจเนติกส์ให้อยู่กับที่ เนื่องจากมีบริเวณในโครโมโซมที่ควรได้รับเมทิลเลตเสมอ เป็นต้น ด้วยอายุ ความผิดพลาดเล็กน้อย - การกลายพันธุ์ - สามารถสะสมใน DNA ของเซลล์ ซึ่งอาจส่งผลต่อการทำงานของ EMS

สตีฟ ฮอร์วาธส์ งานเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับอายุและการพัฒนาของเซลล์ ตลอดจนชีววิทยามะเร็ง ปัจจุบันนาฬิกา epigenetic ของมันถูกนำไปใช้งานและการวิจัยหลายประเภท

ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของ Steve Horvath @ DNA methylation age ของเนื้อเยื่อมนุษย์และประเภทเซลล์

ถึงเรา Shop

.