«Эпигенетические часы» определяют продолжительность жизни человека и других млекопитающих

Самое долгоживущее млекопитающее — гренландский кит.

Международная группа ученых исследовала «эпигенетические часы» млекопитающих. Ученые пришли к выводу, что эпигенетические метки, которые контролируют экспрессию генов, предопределены для каждого вида млекопитающих и для каждого они свои. «Эпигенетические часы» определяют главные факторы жизни: время полового созревания, продолжительность беременности и максимальную продолжительность жизни. Причем никакие факторы окружающей среды на ход «часов» не влияют.

Эпигенетические часы — это метки на ДНК, которые появляются по мере взросления организма и меняют работу генов. Почему у одних видов эти часы идут быстрее, чем у других — непонятно, но теперь понятно, что «тикают» эти часы у каждого вида млекопитающих со своей скоростью, и это зависит только от вида, а не от среды.

Продолжительность жизни у разных млекопитающих — разная. Кошки живут меньше, чем люди, а люди — меньше, чем гренландские киты, которые спокойно доживают до 200 лет. Но до сих пор остается непонятным, какой генетический механизм задает продолжительность жизни.

В этом новом проекте исследовательская группа сосредоточилась на «эпигенетических часах». Это не изменения ДНК, а изменения работы генов, которые накапливаются с возрастом и ведут к старению.

Африканские слоны живут до ста лет

Характер формирования эпигенетических меток и стал предметом исследования. Ученые задались вопросом: можно ли по эпигенетическим меткам предсказать три основные временные параметры жизни: время беременности, продолжительность полового созревания и максимальную продолжительность жизни данного вида.

Часы, отсчитывающие жизнь

Многомерный анализ признаков жизненного цикла с использованием эпигенетических предикторов. На этом рисунке представлен анализ перекрестной валидации эпигенетических предикторов по принципу «оставил один вид — выбыл» (LOSO). Все оценки пересчитаны в логарифмы (основание e) для различных признаков жизненного цикла, включая (A и B) максимальную продолжительность жизни (в логарифмах лет).

Li et al., Sci. Adv. 10, 2024 https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm7273

Чтобы изучить эпигенетические часы разных видов, ученые обратились к данным Консорциума по метилированию млекопитающих. Ученые исследовали эпигенетические модификации в 15 000 образцах тканей, собранных у 348 видов млекопитающих. Затем ученые разработали несколько алгоритмов, которые получали на входе данные о характере эпигенетических меток, а на на выходе выдавали значение трех главных параметров.

Постепенно ученые уточнили алгоритм до той степени, что они стали выдавать три параметра точно для тех видов, которые не участвовали в исследовании.

Исследователи попытались выяснить, влияет ли на эпигенетические часы такие факторы окружающей среды, как диета, курение, раса или вес. По данным ученых, ход эпигенетических часов от всех факторов не зависит. Ход часов примерно один и тот же для вида. Единственный фактор, который, как ученые обнаружили, имеет значение, это — пол: самки всех видов млекопитающих, живут дольше, чем самцы.

Команда пришла к выводу, что продолжительность жизни и людей и других млекопитающих «сильно связана с эпигенетическими признаками», которые уникальны для каждого вида, и, вероятно, их нельзя изменить: нельзя так перепрограммировать часы человека, чтобы они шли, как у гренландского кита.