Международная группа исследователей разработала универсальные биологические часы, способные оценивать возраст организма, степень накопленных возрастных повреждений и риск смерти у различных видов млекопитающих. Новая система основана на анализе активности генов и, по словам авторов, позволяет получить более полное представление о процессах старения, чем существующие методы, пишет ScienceX.
Старение связано с постепенным накоплением молекулярных и клеточных повреждений, которые со временем ухудшают работу органов и систем организма. В последние годы ученые создали несколько типов биологических часов для измерения этих изменений. Одни модели анализируют химические модификации ДНК, другие изучают активность генов, однако большинство таких инструментов разрабатывалось для отдельных видов и не позволяло сравнивать процессы старения между разными млекопитающими.
Для создания универсальной модели исследователи проанализировали более 11 тысяч образцов тканей человека, мышей, крыс и макак. В исследование вошли данные по 25 различным тканям, включая мозг, печень и мышцы. Сравнение активности тысяч генов позволило выявить ряд молекулярных маркеров, которые изменяются практически одинаковым образом у всех изученных видов по мере старения организма.
Особое внимание ученые обратили на гены GPNMB, CDKN1A и LGALS3. Их активность оказалась тесно связана как с возрастом, так и с повышением риска смерти. На основе этих данных была создана модель, способная определять не только биологический возраст организма, но и степень накопленного повреждения тканей, а также оценивать, какую часть от ожидаемой продолжительности жизни уже прожил конкретный организм.
Авторы исследования отмечают, что одним из наиболее важных результатов работы стало понимание того, что старение не является единым процессом. Анализ показал существование нескольких независимых биологических модулей, отвечающих за различные функции организма, включая воспалительные процессы, энергетический обмен и восстановление ДНК. Оказалось, что разные заболевания и внешние воздействия влияют на эти системы по-разному. Например, хронические болезни в большей степени ускоряют процессы, связанные с воспалением, тогда как ограничение калорийности питания заметнее отражается на механизмах энергетического обмена.
По мнению исследователей, новая технология может стать важным инструментом для разработки методов продления здоровой жизни. Универсальные биологические часы способны помочь в поиске лекарств против возрастных заболеваний, оценке эффективности омолаживающих терапий и изучении факторов, влияющих на скорость старения. Кроме того, единая система измерений позволит точнее переносить результаты экспериментов на животных в область клинических исследований человека.
Для научного сообщества также был создан специальный онлайн-сервис TACO (Transcriptomic Age Calculator Online), который позволяет рассчитывать биологический возраст образцов на основе данных об активности генов. Авторы работы считают, что открытие приближает ученых к более глубокому пониманию механизмов старения и смертности, а в будущем может способствовать созданию новых подходов к увеличению продолжительности здоровой жизни человека.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature.