BioRxiv: ученые научились правильно переводить возраст собак в человеческий
В области геронтологии и генетики наблюдается значительный прогресс, связанный с разработкой новых методов оценки биологического возраста организмов. Учёные из Калифорнийского университета, под руководством доктора Тины Ванг, представили результаты исследования, опубликованного на биологическом препринте bioRxiv. В работе предложен новый научно обоснованный метод определения биологического возраста собак на основе анализа эпигенетических изменений в их ДНК. Этот метод представляет собой существенное усовершенствование по сравнению с традиционной формулой «умножить на семь», которая не учитывает нелинейный характер старения.
В основе предложенного метода лежит концепция «эпигенетических часов», которая позволяет оценить биологический возраст организма на основе анализа метилирования ДНК. Метилирование — это эпигенетический механизм, регулирующий экспрессию генов и являющийся важным маркером старения. Исследование показало, что у собак и людей существуют общие участки ДНК, в которых происходят аналогичные эпигенетические изменения.
Для проведения исследования учёные проанализировали образцы ДНК 104 лабрадоров-ретриверов в возрасте от рождения до 16 лет. Эти образцы были сопоставлены с данными о ДНК 320 человек в возрасте от 0 до 103 лет. Лабрадоры были выбраны для исследования из-за их хорошо изученной генетики и относительно однородной популяции.
Результаты показали, что уровень метилирования ДНК у молодых собак аналогичен уровню метилирования у детей, а у пожилых собак — уровню метилирования у пожилых людей. Однако динамика старения у собак нелинейна: первые годы их жизни соответствуют первым годам человеческой жизни, а затем скорость старения значительно снижается.
На основе полученных данных исследователи разработали формулу для перевода возраста собак в человеческие годы:
[ \text{Человеческий возраст} = 16 \times \ln(\text{возраст собаки}) + 31 ]
где (\ln) обозначает натуральный логарифм. Согласно этой формуле, годовалая собака по биологическому возрасту эквивалентна 31-летнему человеку, а четырёхлетняя — 52-летнему. Дальнейшее старение происходит более медленно, чем это обычно предполагается.
Для проверки универсальности предложенного метода учёные применили его к данным о мышах, которые питаются диетой с ограничением калорий. Результаты показали, что такие мыши стареют медленнее даже по предложенной «собачьей шкале», что подтверждает эффективность метода.
Результаты исследования имеют важное значение для науки и медицины. Собаки всё чаще используются как модельные организмы для изучения старения и тестирования лекарств, например, в рамках проекта Dog Aging Project. Эпигенетические часы позволяют отслеживать развитие заболеваний и анализировать траекторию старения, что способствует более глубокому пониманию механизмов старения человека.
Авторы исследования отмечают, что предложенный подход может изменить представления о возрастных процессах как у животных, так и у людей. В последние годы учёные добились значительных успехов в разработке эпигенетических часов для детей и получили первые данные о возможности «обратного старения» у человека.