Нашему шотландскому колли по кличке Ковбой скоро стукнет 14. Если верить давно опровергнутому стереотипу, что один собачий год равен семи человеческим, то он долгожитель, и ему скоро перевалит за сотню. (В основе этой «формулы» лежит средний возраст собаки и человека в 10 и 70 лет соответственно). Но ученые разработали новую схему подсчета собачьего возраста — более научную. Об этом пишут «ИноСМИ».
Исследование построено на сравнительной концепции в геронтологии: химические модификации ДНК человека в течение жизни создают так называемые эпигенетические часы. Свою теорию ученые строят на одной из таких модификаций, метилировании ДНК. Биологический возраст — то есть совокупный ущерб от болезней, вредных привычек и наследственности — определяется по наличию в определенной последовательности ДНК метильных групп. Метилирование ДНК помогает не только определить возраст, но и спрогнозировать ожидаемую продолжительности жизни (специалисты по этике уже беспокоятся, что данные могут быть неверно трактованы судебными следователями и страховыми компаниями).
Однако другие виды с возрастом также подвергаются метилированию ДНК. Так, свои эпигенетические часы имеются у мышей, шимпанзе, волков и собак. Чтобы установить, насколько их часы отличаются от человеческих, генетик Трей Айдекер (Trey Ideker) и его коллеги по Калифорнийскому университету в Сан-Диего начали с собак. Хотя лучшие друзья человека разошлись с людьми еще на ранних этапах эволюции млекопитающих, сравнение вполне оправдано, поскольку они обитают в сходных условиях и зачастую получают аналогичное медицинское и стационарное лечение.
Жизненная траектория всех пород примерно совпадает: собаки достигают половой зрелости в 10 месяцев и редко живут дольше 20 лет. Чтобы увеличить шансы распознать генетические факторы, связанные со старением, команда Айдекера сосредоточилась на одной породе — лабрадоре-ретривере.
Они сканировали алгоритмы метилирования ДНК в геномах 104 собак в возрасте от 4 недель до 16 лет. Анализ показал, что собаки (по крайней мере, лабрадоры-ретриверы) и люди с возрастом испытывают сходное метилирование определенных областей генома с высокой частотой мутаций. Причем отчетливее всего эти сходства проявились при сравнении щенков с молодыми людьми и старых собак со стариками. Важнее всего то, что определенные группы генов, участвующих в развитии, при старении у обоих видов метилируются одинаково. Это свидетельствует о том, что по крайней мере некоторые аспекты старения являются продолжением развития, а не отдельным процессом, и что по крайней мере некоторые из этих изменений эволюционно сохраняются у млекопитающих, сообщают Айдекер и его коллеги в предварительной публикации на сайте bioRxiv.
«Что собаки с возрастом болеют теми же болезнями и приобретают те же функциональные симптомы старения, мы знали и раньше. Новое исследование показало, что при этом происходят аналогичные изменения и на молекулярном уровне, — объясняет Мэтт Кэберлейн (Matt Kaeberlein), биолог-геронтолог из Вашингтонского института в Сиэтле, не участвовавший в исследовании. — Это превосходная демонстрация эпигенетических часов у собак и людей в действии».
Исследовательская группа также измерила скорость вызванных метилированием изменений у собак и сопоставила данные с эпигенетическими часами человека. Полученная формула пересчета собачьего возраста в человеческий оказалась немного сложнее, чем привычное «умножить на семь». Новая формула работает для взрослых собак старше года: 16ln (возраст собаки) +31 (То есть натуральный логарифм от реального возраста собаки, умноженный на 16, плюс 31).
Судя по данным метилирования, жизненные циклы людей и собак совпадают. Так, 7-недельный щенок примерно соответствует 9-месячному ребенку — у обоих начинают резаться зубы. Новая формула сравнивает среднюю продолжительность жизни лабрадоров-ретриверов (12 лет) с человеческой (в среднем по миру — 70 лет). Поначалу собачьи эпигенетические часы тикают намного быстрее человеческих — двухлетний лабрадор еще ведет себя щенок, но он уже вступил в средний возраст — но потом замедляются.
«Они показали, что метилирование ДНК у обоих видов с возрастом постепенно усиливается», — говорит Стив Аустад (Steve Austad) биолог-эволюционист и эксперт по проблемам старения из Алабамского университета в Бирмингеме. Само по себе это неудивительно, но он считает, что методика принесет еще более интересные результаты, если ею воспользоваться для решения такого вопроса как разная продолжительность жизни у разных пород.
Это одна из целей Кэберлейна, чей новый проект «Старение собак» (открытый для всех пород) составит эпигенетические профили подопытных. Так он надеется выяснить, почему некоторые собаки заболевают в молодом возрасте или умирают раньше обычного, хотя другие доживают до старости без болезней.
А что же наш Ковбой? К счастью, расчет эпигенетических часов пошел ему на пользу. Оказалось, что по человеческому календарю ему всего 73 года — и он еще бодрый пенсионер.
