Onderzoekers van EPFL en UTHSC bestuderen de interactie tussen genen, geslacht, groei en leeftijd

Onderzoekers van EPFL en UTHSC bestuderen de interactie tussen genen, geslacht, groei en leeftijd

Wetenschappers onder leiding van het University of Tennessee Health Science Center (UTHSC) en de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland onderzoek het complexe samenspel van genen, geslacht, groei en leeftijd en hoe deze de variatie in levensduur beïnvloeden. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Science, zijn een belangrijke stap in de richting van het begrijpen waarom sommige mensen langer leven dan anderen en vormen een basis voor toekomstige onderzoeken om de gezondheid te verbeteren.

Robert Williams, PhD, voorzitter van de afdeling Genetica en Genomica aan het College of Medicine van UTHSC, lanceerde samen met Johan Auwerx, MD, PhD, professor en directeur van het Integrated Physiology and Systems Physiology Laboratory bij EPFL, in 2016 een programma om de genetische factoren te definiëren die ten grondslag liggen aan veroudering en levensduur.

Het vinden van gemeenschappelijke moleculaire routes die de verschillen in de snelheid van veroudering beheersen, is cruciaal voor ons begrip van hoe individuen verschillen in hun gezondheid en levensduur. Dergelijke inzichten kunnen ons helpen manieren te vinden om rationeel in te grijpen.”

Robert Williams, PhD, voorzitter van de afdeling Genetica en Genomica aan het College of Medicine van UTHSC

Dr. Williams en Auwerx werkten samen met collega's van het National Institute on Aging's Interventions Testing Program (ITP), dat DNA van meer dan 12.000 muizen aan het project doneerde. ITP-muizen zijn genetisch heterogeen. Elk van de 27.574 onderzochte muizen is een volle broer of zus, deelt de helft van zijn genetische erfgoed met alle andere muizen in het programma, en elk heeft een bekende levensduur, waardoor ze een ideaal systeem voor onderzoek zijn.

Onderzoekers van EPFL en UTHSC hebben de genetische samenstelling van meer dan 3.000 muizen gemeten, allemaal genetische broers of zussen. Vervolgens werden de muizen gegenotypeerd en mochten ze leven tot hun natuurlijke dood. De onderzoekers onderzochten vervolgens het verband tussen DNA-verschillen en verschillen in de levensduur van elke muis. Dankzij deze genetische mapping konden teams stukjes DNA in genomen definiëren die van invloed zijn op de levensduur. De resultaten laten zien dat de DNA-segmenten, of loci, die verband houden met een lang leven grotendeels seksespecifiek zijn, waarbij vrouwen een regio op chromosoom 3 hebben die de levensduur beïnvloedt. Toen de mannen die vroeg stierven om niet-leeftijdsgerelateerde redenen uit de analyse werden verwijderd, kwamen er aanvullende genetische signalen naar voren, wat suggereert dat sommige genetische variaties de levensduur pas na een bepaalde leeftijd beïnvloeden.

Naast het zoeken naar genetische determinanten van een lang leven, onderzochten onderzoekers ook andere factoren. Over het algemeen sterven grotere muizen eerder. De onderzoekers ontdekten dat sommige, maar niet alle, genetische effecten op de levensduur te wijten zijn aan groei. Een van de niet-genetische effecten zou kunnen zijn hoe vroege toegang tot voedsel de groei beïnvloedt. Ze merkten op dat muizen uit kleinere nesten doorgaans zwaardere volwassenen waren en een kortere levensduur hadden. Muizen uit grotere nesten die moedermelk moesten delen met meer broers en zussen groeiden langzamer en leefden gemiddeld langer. De onderzoekers bevestigden deze trends tussen vroege groei en een lang leven in grote menselijke datasets met honderdduizenden deelnemers.

Naast het karakteriseren van de effecten op de levensduur, hebben onderzoekers gezocht naar genen die het meest waarschijnlijk een rol spelen bij het bepalen van de levensduur. Ze maten de impact van DNA-variatie op de expressie van genen en vergeleken hun analyses met verschillende menselijke en niet-menselijke databases. Vervolgens nomineerden ze enkele genen die waarschijnlijk de verouderingssnelheid moduleren. Vervolgens testten ze de effecten van het manipuleren van deze genen bij rondwormen en ontdekten dat een subset van genaandoeningen daadwerkelijk de levensduur beïnvloedde. De resultaten van deze studie zullen een rijke bron van verouderende genen opleveren die hopelijk richting zullen geven aan de ontwikkeling van therapieën die niet alleen de levensduur maar ook de gezondheid verlengen.

Het project werd gefinancierd door de NIA, EPFL, de European Research Council, de Swiss National Science Foundation en de Glenn Foundation for Medical Research. Het artikel, getiteld “Sex- and age-dependent genetics of longevity in a heterogene muizenpopulatie”, verschijnt in het oktobernummer van Science.

Bron:

Gezondheidswetenschappencentrum van de Universiteit van Tennessee

Referentie:

Sleiman, MB, et al. (2022) Geslachts- en leeftijdsafhankelijke genetica van een lang leven in een heterogene muizenpopulatie. Wetenschap. doi.org/10.1126/science.abo3191.

.