Вік собак перевели в людські роки за допомогою метилювання ДНК

Вчені розробили новий спосіб переводити вік собак в людський: для цього від віку собаки доведеться взяти натуральний логарифм, помножити на 16 і додати 31. Така складна залежність вийшла в результаті порівняння годин метилювання у собак і людей. Також з неї випливає, що собаки швидше старіють в перші роки свого життя і повільніше – після чотирьох років.

Біологічний вік організму – це не фізичний показник, а статистичний, тобто відносне здоров’я або близькість до смерті кожної окремо взятої особи в порівнянні з усією популяцією. Один з найточніших способів його підрахувати – «годинник метилювання»: набір ділянок ДНК, на яких з плином часу з’являються або зникають метильні мітки (епігенетичні маркери).

Перший такий годинник придумав американець Стів Хорват в 2013 році – список з 353 областей ДНК. З тих пір з’явилося кілька варіантів епігенетичних годин, кожен з яких дозволяє передбачити розвиток лише певного списку вікових хвороб. Але ще складніше виявилося вирівняти годинник метилювання для людини і тварин, яких нерідко використовують як моделі для вивчення захворювань або тестування ліків.

Тіна Ванг (Tina Wang) з Каліфорнійського університету і її колеги розробили спосіб перевести біологічний вік собак в людський. Для цього вони зібрали зразки ДНК у 104 лабрадорів-ретриверів від 0 до 16 років. Для порівняння дослідники використовували зразки ДНК 320 людей від 0 до 103 років, які вони зібрали в ході розробки людських годин метилювання.

Вчені зіставили ділянки ДНК, на яких метилювання змінюється з віком, у собак і людей, і виявили – як і слід було, втім, очікувати – що літні собаки за ступенем метилювання нагадують літніх людей, а молоді – молодих. Судячи з усього, у обох видів є певний консервативний набір областей ДНК, які метилюруєтся і деметилюється з плином часу.

Потім дослідники побудували графік відповідності віку собак віком людей. І з’ясували, що ця залежність безперервна, але нелінійна. На початку життя собаки дуже швидко «старіють» за людськими мірками, а ось далі біологічний вік прибуває повільніше. Формула для перекладу вийшла такою: людський вік = 16 ln (вік собаки) + 31, де ln – натуральний логарифм

За допомогою цього графіка вчені переконалися в тому, що ключові точки в житті обох організмів збігаються. Наприклад, зуби починають прорізуватися в сім тижнів (0,13 року) у собак і в 9 місяців (0,75 року) у людей. А середня тривалість життя становить приблизно 12 років у лабрадорів і близько 70 років – у людей.

Вчені зібрали собачий «годинник метилювання» з 439 ділянок ДНК. І щоб переконатися в тому, що ці області дійсно мають значення для життя різних ссавців, вони перевірили ці години на мишах. Дослідники скористалися даними з попередніх робіт, в яких епігенетичні статус мишей (тобто наявність і відсутність метильних міток на ДНК) заміряли в різному віці і в залежності від різних впливів – наприклад, обмеження калорій, яке продовжує мишам життя. І навіть по собачим мірками вийшло, що миші на обмежувальної дієти старіли повільніше.

У цієї роботи є важлива практичне застосування. Оскільки миші зовсім несхожі на людей ні з фізіології, ні за тривалістю життя, ліки для боротьби зі старінням поступово починають відчувати на собаках. Так, наприклад, в рамках проекту Dog Aging Project вчені перевіряють на них рапаміцин – одне з можливих засобів продовження життя. Поки що його дія відстежували тільки з розвитку характерних вікових хвороб, наприклад, гіпертрофії серця. А годинник метилювання може дозволити відстежити рух піддослідних тварин по кривій старіння і спроектувати ці результати на людей.

Годинники Хорвата розроблялися під дорослих людей, але недавно вчені склали «дитячий» годинник метилування – і з їх допомогою визначили, що діти з розладами аутистичного спектру часто поспішають в розвитку. Крім того, цієї осені вперше з’явилися дані про те, що епігенетичні вік людини вдалося повернути назад.