Наследственность, окружающая среда, возраст – все это имеет значение для здоровья, но что из этого является наиболее важным? Новое исследование Калифорнийского университета в Беркли показало, что во включении и выключении генов, определяющих склонность к болезням, во многих случаях возраст играет более важную роль, чем генетика.
В ходе исследования относительного влияния генетического профиля, возраста и окружающей среды на экспрессию около 20 000 человеческих генов группа обнаружила, что по мере старения возраст и внешние факторы гораздо важнее индивидуальных генетических вариаций.
Экспрессия генов, то есть повышение или снижение их активности, определяет все – от уровня гормонов и обмена веществ до мобилизации ферментов, которые восстанавливают организм. Исследователи задались вопросом: как геном влияет на восприимчивость к возрастным болезням? И получили ответ: генетика на самом деле имеет тем меньшее значение, чем старше становится человек.
Другими словами, геном помогает предсказать экспрессию генов в более молодом возрасте, но он менее полезен для прогнозирования того, какие гены будут более или менее активны по мере старения – в данном исследовании у людей старше 55 лет. Например, однояйцевые близнецы имеют одинаковый набор генов, но с возрастом профили экспрессии их генов расходятся, а это означает, что братья могут стареть абсолютно по-разному.
Гипотеза Медавара
Полученные результаты согласуются с гипотезой Медавара: гены, которые включаются в молодом возрасте, более подвержены эволюционным изменениям, потому что они имеют решающее значение для выживания, размножения и сохранения вида, в то время как гены, экспрессирующиеся по окончании репродуктивного возраста, подвергаются меньшему эволюционному давлению. Таким образом, можно ожидать гораздо большего разнообразия в том, как гены экспрессируются в более позднем возрасте.
Относительная роль генетического профиля и возраста в экспрессии генов в зависимости от эволюционных ограничений. Гены, расположенные ближе к оси Х, более «контролируемы» эволюцией и, следовательно, с большей вероятностью играют важную роль в развитии заболеваний человека.
Это исследование интересно тем, что в нем рассматриваются как старение, так и экспрессия генов в широком спектре тканей и индивидуумов. Авторы построили статистическую модель для оценки относительной роли генетики и старения на 27 различных тканях человека у почти 1000 человек и обнаружили, что влияние возраста для разных тканей варьирует в широких пределах – более чем в двадцать раз.
Исследователи также обнаружили, что гипотеза Медавара справедлива не для всех тканей. Удивительно, но в пяти типах тканей эволюционно важные гены у пожилых людей экспрессировались на более высоких уровнях. С точки зрения эволюции это нелогично: именно эти пять тканей должны постоянно обновляться на протяжении жизни, и поэтому в них возникает наибольшее количество онкологических заболеваний. Каждый раз, когда ткани регенерируют, есть риск генетической мутации, которая может привести к заболеванию.
Видимо, это говорит об ограничениях эволюции. Например, клетки крови должны делиться постоянно, поэтому эти сверхустойчивые, очень важные гены должны продолжать работать и в конце жизни. А значит, эти гены могут накапливать мутации и продолжать работать в плохом, злокачественном состоянии. Это дает некоторое представление о том, каковы ограничения жизни.
Исследование косвенно указывает на влияние окружающей среды на старение. Это воздух, вода, пища и уровень физической нагрузки. Окружающая среда составляет до трети изменений экспрессии генов у пожилых людей.
Группа проводит аналогичный анализ экспрессируемых генов других организмов – мышей и летучих мышей, чтобы выявить различия и выяснить, связаны ли они с разной продолжительностью жизни этих животных.
Статья R.Yamamoto et al. Tissue-specific impacts of aging and genetics on gene expression patterns in humans опубликована в журнале Nature Communications.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам UC Berkeley: Age vs. genetics: Which is more important for how you age?
