В то время как «генетика» — это изучение генов, «эпигенетика» — это изучение химических модификаций генов, которые усиливают или ограничивают их экспрессию, контролируя, какие гены включаются или выключаются. Эти изменения уже давно связаны со старением, но новое исследование предполагает, что они также играют роль в определении максимального возраста.
Одной из таких модификаций является метилирование ДНК, добавление молекул, называемых метильными группами, к цитозину (С), одной из четырех «букв» в коде ДНК. Метилирование часто происходит, когда C находится рядом с основаниями гуанина (G) в так называемых CpG-сайтах в ДНК.
Используя эпигенетические данные по 348 видам млекопитающих, исследователи разработали алгоритм машинного обучения для прогнозирования максимальной продолжительности жизни каждого вида на основе паттернов метилирования CpG. Алгоритм предсказал максимальную продолжительность жизни каждого вида в целом, но не продолжительность жизни какой-либо отдельной особи. Оказалось возможным даже предсказать максимальную продолжительность жизни вида, не зная, от какого вида получен образец, сообщает New Scientist.
«Я думаю, это был увлекательный первый шаг к пониманию неотъемлемых различий в продолжительности жизни видов — то, что обсуждается в этой области уже давно», — сказал Live Science Джеймс Уайт, который исследует старение в Университете Дьюка.
Алгоритм давал приблизительные прогнозы для каждого вида, что означало, что он не был абсолютно точным для каждого млекопитающего. Он предсказал максимум в 4,8 года для пустынного хомяка, что в точности соответствует самому старому зарегистрированному возрасту, но он предсказал, что люди могут прожить максимум 98 лет, хотя известно, что люди достигают 119 лет.
Другие эпигенетические факторы, не исследованные в этом исследовании, также могут способствовать максимальной продолжительности жизни — например, гистоны. Они действуют как «катушки», которые наматывают ДНК, как нить, чтобы скрыть ее от ферментов, которые могли бы активировать гены, и они взаимодействуют с метилированной ДНК, регулируя гены. Метилирование CpG определяет, какие участки ДНК предпочтительно намотаны, например, гистонами.и.
Ученые полагают, что факторы, способствующие увеличению продолжительности жизни, эволюционировали вместе с другими генами у долгоживущих видов и могут не оказывать такого же благотворного эффекта, если их ввести в короткоживущие виды с другими геномами.
«Эти ферменты могут быть довольно избирательными — нам просто нужно понять, как их правильно настроить, — сказала соавтор исследования Вера Горбунова, эпигенетик из Университета Рочестера. — Возможно, это могло бы увеличить продолжительность жизни или замедлить старение, но на данный момент это остается предположением».