EPFL:n ja UTHSC:n tutkijat tutkivat geenien, sukupuolen, kasvun ja iän välistä vuorovaikutusta

EPFL:n ja UTHSC:n tutkijat tutkivat geenien, sukupuolen, kasvun ja iän välistä vuorovaikutusta

Tennesseen yliopiston terveystieteiden keskuksen (UTHSC) ja sveitsiläisen École Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) johtamat tutkijat tutkia geenien, sukupuolen, kasvun ja iän monimutkaista vuorovaikutusta ja sitä, miten ne vaikuttavat pitkäikäisyyden vaihteluihin. Heidän Science-lehdessä julkaistut havainnot ovat tärkeä askel kohti ymmärtämistä, miksi jotkut ihmiset elävät pidempään kuin toiset, ja tarjoavat perustan tuleville tutkimuksille terveyden parantamiseksi.

Robert Williams, PhD, UTHSC:n lääketieteellisen korkeakoulun genetiikan ja genomiikan osaston puheenjohtaja, yhdessä lääketieteen tohtori Johan Auwerxin kanssa, professori ja EPFL:n integroidun fysiologian ja systeemifysiologian laboratorion johtaja, käynnistivät vuonna 2016 ohjelman ikääntymisen ja eliniän taustalla olevien geneettisten tekijöiden määrittelemiseksi.

Ikääntymisnopeuden eroja säätelevien yhteisten molekyylipolkujen löytäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta ymmärrämme, kuinka yksilöiden terveys ja elinikä eroavat toisistaan. Tällaiset oivallukset voivat auttaa meitä löytämään tapoja puuttua asiaan järkevästi."

Robert Williams, PhD, UTHSC:n lääketieteellisen korkeakoulun genetiikan ja genomiikan osaston puheenjohtaja

Dr. Williams ja Auwerx työskentelivät kollegoidensa kanssa National Institute on Aging's Interventions Testing Programista (ITP), joka lahjoitti DNA:ta yli 12 000 hiirestä projektiin. ITP-hiiret ovat geneettisesti heterogeenisiä. Jokainen tutkituista 27 574 hiirestä on täysi sisarus, jakaa puolet geneettisestä perinnöstään jokaisen ohjelman jokaisen hiiren kanssa, ja jokaisella on tiedossa oleva elinikä, mikä tekee niistä ihanteellisen järjestelmän tutkimukseen.

EPFL:n ja UTHSC:n tutkijat mittasivat yli 3 000 hiiren geneettisen koostumuksen, jotka kaikki olivat geneettisiä veljiä tai sisaruksia. Sitten hiirten genotyyppi määritettiin ja niiden annettiin elää luonnolliseen kuolemaansa saakka. Tutkijat tutkivat sitten yhteyttä DNA-erojen ja kunkin hiiren eliniän erojen välillä. Tämä geneettinen kartoitus antoi ryhmille mahdollisuuden määritellä DNA-osuuksia genomeissa, jotka vaikuttavat pitkäikäisyyteen. Tulokset osoittavat, että pitkäikäisyyteen liittyvät DNA-segmentit eli lokukset ovat suurelta osin sukupuolispesifisiä, ja naisilla on kromosomissa 3 alue, joka vaikuttaa elinikään. Kun ikään liittymättömistä syistä varhain kuolleet miehet poistettiin analyysistä, ilmeni lisää geneettisiä signaaleja, jotka viittaavat siihen, että jotkut geneettiset muunnelmat vaikuttavat elinikään vasta tietyn iän jälkeen.

Pitkän iän geneettisten tekijöiden etsimisen lisäksi tutkijat tutkivat myös muita tekijöitä. Yleensä isommat hiiret kuolevat aikaisemmin. Tutkijat havaitsivat, että jotkin, mutta eivät kaikki, pitkäikäisyyteen liittyvät geneettiset vaikutukset johtuvat kasvusta. Yksi ei-geneettisistä vaikutuksista voisi olla se, kuinka varhainen ruoan saanti vaikuttaa kasvuun. He havaitsivat, että pienten pentueiden hiiret olivat yleensä raskaampia aikuisia ja niillä on lyhyempi elinikä. Suurempien pentueiden hiiret, jotka joutuivat jakamaan rintamaitoa useamman sisaruksen kanssa, kasvoivat hitaammin ja elivät keskimäärin pidempään. Tutkijat vahvistivat nämä suuntaukset varhaisen kasvun ja pitkäikäisyyden välillä suurissa ihmisaineistoissa, joissa oli satoja tuhansia osallistujia.

Pitkäikäisyyteen kohdistuvien vaikutusten karakterisoinnin lisäksi tutkijat pyrkivät löytämään geenejä, joilla todennäköisimmin on rooli pitkäikäisyyden määrittämisessä. He mittasivat DNA-muuntelun vaikutusta geenien ilmentymiseen ja vertasivat analyysejaan useisiin ihmis- ja ei-ihmistietokantoihin. Sitten he nimesivät joitain geenejä, jotka todennäköisesti muokkaavat ikääntymisnopeutta. Sitten he testasivat näiden geenien manipuloinnin vaikutuksia sukkulamadoissa ja havaitsivat, että osa geenihäiriöistä todella vaikutti elinikään. Tämän tutkimuksen tulokset ovat rikas ikääntyvien geenien resurssi, joka toivottavasti ohjaa sellaisten hoitojen kehittämistä, jotka eivät vain pidennä elinikää vaan myös terveyttä.

Hanketta rahoittivat NIA, EPFL, European Research Council, Swiss National Science Foundation ja Glenn Foundation for Medical Research. Artikkeli, jonka otsikko on "Sukupuolesta ja iästä riippuvainen pitkäikäisyys heterogeenisessä hiiripopulaatiossa", ilmestyy Science-lehden lokakuun 2022 numerossa.

Lähde:

Tennesseen yliopiston terveystieteiden keskus

Viite:

Sleiman, MB, et ai. (2022) Pitkän iän sukupuolesta ja iästä riippuvainen genetiikka heterogeenisessä hiiripopulaatiossa. Tiede. doi.org/10.1126/science.abo3191.

.