Эпигенетические мечение ДНК совпало с долголетием у летучих мышей — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communication. Биологи проанализировали 26 видов рукокрылых и выяснили, что у метилирование ДНК способно предсказать продолжительность жизни животных. Изменения в метилировании, связанные с долголетием, оказались также связаны с генами врожденного иммунитета и образованием опухолей, полом и генами транскрипционных факторов. Это позволяет предположить, что долгую жизнь мышам обеспечивают в том числе усиленный иммунный ответ и борьба с раком.
Активность генов в клетке меняется в соответствии с этапом развития или другими возрастными изменениями. Чтобы подавлять неиспользуемые на данный момент гены, клетки используют эпигенетического мечение — навешивают на ДНК и белки-гистоны маленькие метильные группы. Метки мешают ферментам «усаживаться» на ДНК, что снижает активность генов и других генетических элементов.
На основе метилирования возможно определение возраста клетки и организма — эпигенетические часы. Впервые такой способ измерения возраста предложил Стив Хорват в 2013 году. Он составил список из участков ДНК, по метилированию которых можно довольно точно определить возраст человека, которому принадлежат клетки. Метилирование используют и для определения продолжительности жизни — такие исследования уже провели на человеке, грызунах и собаках.
Биологи из университета Мэриленда под руководством Джеральда Уилкинсона (Gerald S. Wilkinson) исследовали метилирование у летучих мышей. Ученых заинтересовала продолжительность жизни рукокрылых — она в четыре раза больше, чем у млекопитающих такого же размера. У 712 животных 26 видов взяли биопсию крыла, чтобы сделать анализ на метилирование. После этого из клеток выделили ДНК и получили данные о метилировании около 40 тысяч участков при помощи секвенирования.
Метилирование действительно соответствовало возрасту мышей, что было показано для человека и других животных. Точность определения возраста по метилированию составила 0,74 года (при этом летучие мыши способны доживать до 42 лет). Биологи также определили связь между метилированием и продолжительностью жизни: с ней оказалось связано как повышение метилирования в одних сайтах, так и снижение — в других. Эти результаты показывают, что более «удачная» настройка эпигенетических часов связана с увеличением продолжительности жизни.
Биологи проанализировали сайты, метилирование которых оказалось связано с продолжительностью жизни. Оказалось, что многие из них также связаны с полом (p<0,0001). Для складчатогуба Палласа Molossus molossus удалось показать, что гены, метилирование которых связано с долголетием, также связаны с иммунитетом и часто мутируют в опухолевых клетках (p=0,002 и p=0,016). Метилирование, связанное с продолжительностью жизни, затронуло и регуляторные элементы — участки, которые не относятся к генам, но влияют на их активность.
Метилирование ДНК изучают не только в связи с возрастом, но и используют для исследований расстройств аутистического спектра. Например, недавно мы писали, что эпигенетические маркеры отцовской спермы связаны с развитием аутизма у детей. При этом у них также спешат эпигенетические часы, как показал анализ метилирования ДНК клеток щеки.
Анна Муравьева