Forskere ved EPFL og UTHSC studerer samspillet mellom gener, kjønn, vekst og alder

Forskere ved EPFL og UTHSC studerer samspillet mellom gener, kjønn, vekst og alder

Forskere ledet av University of Tennessee Health Science Center (UTHSC) og École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i Sveits utforske det komplekse samspillet mellom gener, kjønn, vekst og alder og hvordan de påvirker variasjonen i lang levetid. Funnene deres, publisert i tidsskriftet Science, er et viktig skritt mot å forstå hvorfor noen mennesker lever lenger enn andre og gir grunnlag for fremtidige studier for å forbedre helsen.

Robert Williams, PhD, leder av Institutt for genetikk og genomikk ved College of Medicine ved UTHSC, sammen med Johan Auwerx, MD, PhD, professor og direktør for Integrated Physiology and Systems Physiology Laboratory ved EPFL, lanserte et program i 2016 for å definere de genetiske faktorene som ligger til grunn for aldring og levetid.

Å finne vanlige molekylære veier som kontrollerer forskjeller i aldringshastigheten er avgjørende for vår forståelse av hvordan individer er forskjellige i deres helse og levetid. Slik innsikt kan hjelpe oss å finne måter å gripe inn på en rasjonell måte.»

Robert Williams, PhD, leder av Institutt for genetikk og genomikk ved College of Medicine ved UTHSC

Dr. Williams og Auwerx jobbet med kolleger fra National Institute on Aging's Interventions Testing Program (ITP), som donerte DNA fra over 12 000 mus til prosjektet. ITP-mus er genetisk heterogene. Hver av de 27 574 musene som er studert er et helsøsken, deler halvparten av sin genetiske arv med annenhver mus i programmet, og hver har en kjent levetid, noe som gjør dem til et ideelt system for studier.

Forskere ved EPFL og UTHSC målte den genetiske sammensetningen til mer enn 3000 mus, alle genetiske brødre eller søstre. Musene ble deretter genotypet og fikk leve til deres naturlige død. Forskerne undersøkte deretter sammenhengen mellom DNA-forskjeller og forskjeller i levetiden til hver mus. Denne genetiske kartleggingen tillot team å definere strekninger av DNA i genomer som påvirker lang levetid. Resultatene viser at DNA-segmentene, eller loki, assosiert med lang levetid i stor grad er kjønnsspesifikke, med kvinner som har en region i kromosom 3 som påvirker levetiden. Da mennene som døde tidlig av ikke-aldersrelaterte årsaker ble fjernet fra analysen, dukket det opp flere genetiske signaler, noe som tyder på at noen genetiske variasjoner først påvirker levetiden etter en viss alder.

I tillegg til å lete etter genetiske determinanter for lang levetid, undersøkte forskere også andre faktorer. Generelt dør større mus tidligere. Forskerne fant at noen, men ikke alle, genetiske effekter på lang levetid skyldes vekst. En av de ikke-genetiske effektene kan være hvordan tidlig tilgang på mat påvirker veksten. De observerte at mus fra mindre kull hadde en tendens til å være tyngre voksne og ha kortere levetid. Mus fra større kull som måtte dele morsmelk med flere søsken vokste saktere og levde i gjennomsnitt lenger. Forskerne bekreftet disse trendene mellom tidlig vekst og lang levetid i store menneskelige datasett med hundretusenvis av deltakere.

Utover å karakterisere effektene på lang levetid, jobbet forskere for å finne gener som mest sannsynlig vil spille en rolle i å bestemme levetiden. De målte virkningen av DNA-variasjon på uttrykket av gener og sammenlignet analysene deres med flere menneskelige og ikke-menneskelige databaser. De nominerte deretter noen gener som sannsynligvis modulerer aldringshastigheten. De testet deretter effekten av å manipulere disse genene i rundormer og fant ut at en undergruppe av genforstyrrelser faktisk påvirket levetiden. Resultatene av denne studien vil være en rik ressurs av aldrende gener som forhåpentligvis vil lede utviklingen av terapier som ikke bare forlenger levetiden, men også helsen.

Prosjektet ble finansiert av NIA, EPFL, European Research Council, Swiss National Science Foundation og Glenn Foundation for Medical Research. Artikkelen, med tittelen "Sex- og aldersavhengig genetikk for lang levetid i en heterogen musepopulasjon," vises i oktober 2022-utgaven av Science.

Kilde:

University of Tennessee Health Sciences Center

Referanse:

Sleiman, MB, et al. (2022) Kjønns- og aldersavhengig genetikk for lang levetid i en heterogen musepopulasjon. Vitenskap. doi.org/10.1126/science.abo3191.

.