EPFL un UTHSC pētnieki pēta mijiedarbību starp gēniem, dzimumu, augšanu un vecumu

EPFL un UTHSC pētnieki pēta mijiedarbību starp gēniem, dzimumu, augšanu un vecumu

Zinātnieki, kurus vada Tenesī Universitātes Veselības zinātnes centrs (UTHSC) un École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Šveicē izpētīt sarežģīto gēnu, dzimuma, izaugsmes un vecuma mijiedarbību un to, kā tie ietekmē ilgmūžības atšķirības. Viņu atklājumi, kas publicēti žurnālā Science, ir svarīgs solis ceļā uz izpratni, kāpēc daži cilvēki dzīvo ilgāk nekā citi, un nodrošina pamatu turpmākiem pētījumiem, lai uzlabotu veselības ilgumu.

Roberts Viljamss, doktors, UTHSC Medicīnas koledžas Ģenētikas un genomikas katedras vadītājs, kopā ar Johanu Auverksu, MD, PhD, profesoru un EPFL Integrētās fizioloģijas un sistēmu fizioloģijas laboratorijas direktoru, 2016. gadā uzsāka programmu, lai noteiktu novecošanās un dzīves ilguma ģenētiskos faktorus.

Kopīgu molekulāro ceļu atrašana, kas kontrolē novecošanas ātruma atšķirības, ir ļoti svarīga, lai mēs izprastu, kā indivīdi atšķiras pēc viņu veselības un dzīves ilguma. Šādas atziņas var palīdzēt mums atrast veidus, kā racionāli iejaukties.

Roberts Viljamss, PhD, UTHSC Medicīnas koledžas Ģenētikas un genomikas katedras vadītājs

Dr Williams un Auwerx strādāja ar kolēģiem no Nacionālā novecošanas iejaukšanās testēšanas programmas (ITP), kas projektam ziedoja DNS no vairāk nekā 12 000 peļu. ITP peles ir ģenētiski neviendabīgas. Katra no 27 574 pētītajām pelēm ir pilntiesīgs brālis un māsa, kurai ir puse no sava ģenētiskā mantojuma ar katru citu programmas pelēm, un katrai no tām ir zināms dzīves ilgums, padarot tās par ideālu pētījumu sistēmu.

Pētnieki no EPFL un UTHSC izmērīja vairāk nekā 3000 peļu ģenētisko sastāvu, visas no tām bija ģenētiski brāļi vai māsas. Pēc tam pelēm tika noteikts genotips un ļauts dzīvot līdz dabiskajai nāvei. Pēc tam pētnieki pārbaudīja saistību starp DNS atšķirībām un katras peles dzīves ilguma atšķirībām. Šī ģenētiskā kartēšana ļāva komandām noteikt DNS posmus genomos, kas ietekmē ilgmūžību. Rezultāti liecina, ka DNS segmenti jeb loki, kas saistīti ar ilgmūžību, lielā mērā ir raksturīgi dzimumam, un sievietēm 3. hromosomā ir reģions, kas ietekmē dzīves ilgumu. Kad vīrieši, kuri agri nomira ar vecumu nesaistītu iemeslu dēļ, tika izņemti no analīzes, parādījās papildu ģenētiski signāli, kas liecina, ka dažas ģenētiskās variācijas ietekmē dzīves ilgumu tikai pēc noteikta vecuma.

Papildus ilgmūžības ģenētisko noteicošo faktoru meklēšanai pētnieki pētīja arī citus faktorus. Kopumā lielākas peles mirst ātrāk. Pētnieki atklāja, ka daži, bet ne visi, ģenētiskie efekti uz ilgmūžību ir saistīti ar izaugsmi. Viens no neģenētiskajiem efektiem varētu būt tas, kā agrīna piekļuve pārtikai ietekmē izaugsmi. Viņi novēroja, ka peles no mazākiem metieniem parasti bija smagāki pieaugušie un to mūžs bija īsāks. Peles no lielākiem metieniem, kurām bija jādala mātes piens ar vairākiem brāļiem un māsām, auga lēnāk un vidēji dzīvoja ilgāk. Pētnieki apstiprināja šīs tendences starp agrīnu izaugsmi un ilgmūžību lielās cilvēku datu kopās ar simtiem tūkstošu dalībnieku.

Papildus ietekmes uz ilgmūžību raksturošanai pētnieki strādāja, lai atrastu gēnus, kuriem, visticamāk, ir nozīme ilgmūžības noteikšanā. Viņi novērtēja DNS variācijas ietekmi uz gēnu ekspresiju un salīdzināja savas analīzes ar vairākām cilvēku un citu cilvēku datu bāzēm. Pēc tam viņi izvirzīja dažus gēnus, kas, iespējams, modulē novecošanas ātrumu. Pēc tam viņi pārbaudīja šo gēnu manipulācijas ietekmi apaļtārpos un atklāja, ka gēnu traucējumu apakškopa faktiski ietekmēja dzīves ilgumu. Šī pētījuma rezultāti būs bagātīgs novecojošu gēnu resurss, kas, cerams, vadīs terapiju attīstību, kas ne tikai pagarina dzīves ilgumu, bet arī veselību.

Projektu finansēja NIA, EPFL, Eiropas Pētniecības padome, Šveices Nacionālais zinātnes fonds un Glenna Medicīnas pētījumu fonds. Raksts ar nosaukumu “No dzimuma un vecuma atkarīga ilgmūžības ģenētika neviendabīgā peļu populācijā” ir publicēts Science 2022. gada oktobra numurā.

Avots:

Tenesī Universitātes Veselības zinātņu centrs

Atsauce:

Sleimans, MB u.c. (2022) No dzimuma un vecuma atkarīga ilgmūžības ģenētika neviendabīgā peļu populācijā. Zinātne. doi.org/10.1126/science.abo3191.

.