Ученые из МФТИ и их коллеги из Института биологии КНЦ РАН в Сыктывкаре создали простой и надежный метод оценки генетических «поломок», связанных со старением — эти «часы» позволят, в частности, проводить долгосрочные исследования для оценки действенности препаратов, замедляющих старение. Результаты исследования были опубликованы в журнале Mutation Research.
Старение организма всегда сопровождается накоплением повреждений в молекулах ДНК и снижением эффективности их самовосстановления. Эти два фактора ведут к общему ухудшению работы генетического аппарата и клеток в целом. Многочисленные исследования показали, что с возрастом растет количество повреждений ДНК, связанных с воздействием агрессивных соединений кислорода — свободных радикалов, в частности, разрывов нитей молекул.
При этом результаты экспериментов показывали, что количество тех или иных типов повреждений сильно варьируется. Так, например, исследование человеческих лейкоцитов, показало пятикратные различия в способности к восстановлению ДНК. Кроме того, большинство исследований процессов, связанных со старением, проводились на тканях, полученных уже после смерти организма.
«Ученые нуждаются в биомаркерах для оценки генетических повреждений, которые можно было бы отслеживать на живом организме, без сложных операций и в течение долгого времени», — говорит ведущий автор исследования Алексей Москалев, заведующий лабораторией генетики старения и продолжительности жизни Центра живых систем МФТИ.
Он и его коллеги разработали комбинированный индикатор генетических процессов, связанных со старением, который они назвали DDLD (DNA Damage Level Differential). В нем учитывается несколько типов повреждений: доля поврежденных свободными радикалами пуриновых оснований (строительных элементов ДНК), количество разрывов обеих нитей молекулы ДНК, а также уровень метилирования — доля «выключенных» метильными группами элементов генома.
Ученые провели оценку этого индекса в «боевых условиях» — в эксперименте на 144 мышах в возрасте от 38 до 709 дней. У животных брали пробы периферической крови (у мышей их берут из хвоста, а не из пальцев, как у людей), а затем исследовали образцы, анализируя показатели, входящие в индикатор DDLD.
Как и ожидалось, уровень повреждения молекул ДНК в клетках крови мышей рос с возрастом, при этом индекс DDLD позволял достаточно точно оценить уровень генетического старения мышей, хотя и не позволял предсказывать оставшееся время жизни: это зависит от совокупности разных факторов, в том числе еще неизвестных, а не только от уровня генетических повреждений.
«Наш метод позволит оценивать эффективность разных типов геропротекторов, изучать воздействие факторов среды, стресса на скорость старения», — отмечает Москалев.
Ссылка на статью: I. Velegzhaninov et al. Age dynamics of DNA damage and CpG methylation in the peripheralblood leukocytes of mice. Mutation Research 775 (2015) 38–42, DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2015.03.006
