کشف DNA ویروسی باستانی که به کاهش روند پیری کمک می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار/برنا؛ محققان در Weill Cornell Medicine و TruDiagnostic نشانگر‌های DNA مرتبط با retroelements را شناسایی کرده‌اند که به‌عنوان ساعت‌های اپی‌ژنتیک دقیق عمل می‌کنند و می‌توانند سن بیولوژیکی را پیش‌بینی کنند و به طور بالقوه بر فرآیند پیری تأثیر بگذارند. این مطالعه نشان می‌دهد که بازتولید این عناصر ممکن است برای پیری اساسی باشد و می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های مرتبط با سن کمک کند.

دانشمندان ساعت "عصر رتروا" را با استفاده از نشانگر‌های DNA ویروسی باستانی برای پیش‌بینی سن بیولوژیکی ایجاد کرده‌اند که بینش جدیدی در مورد فرآیند پیری ارائه می‌دهد. این کشف می‌تواند منجر به درمان‌های جدید ضد پیری شود.

محققان در Weill Cornell Medicine، با همکاری شرکت اپی‌ژنتیک TruDiagnostic، نشانگر‌های DNA مرتبط با retroelements را شناسایی کرده‌اند—بقایای ژنتیکی ویروسی باستانی در ژن‌های ما—که به‌عنوان ساعت‌های اپی‌ژنتیک بسیار دقیق برای پیش‌بینی سن بیولوژیکی عمل می‌کنند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که این عناصر در ژنوم انسان می‌توانند در روند پیری نقش داشته باشند.

عناصر عقب‌نشینی به تنظیم و بیان ژن، پایداری ژنومی، و مسیر‌های بیماری‌های مختلف انسان تأثیر می‌گذارند، اما پتانسیل آنها به‌عنوان نشانگر‌های زیستی برای پیری تا حد زیادی کشف نشده بود.

این مطالعه که در مجله Aging Cell منتشر شد، نتیجه‌گیری می‌کند که این ساعت‌های عقب‌نشینی در ژنوم انسان، سیگنال‌های منحصر به‌فرد پیری را ثبت می‌کنند که پیش‌تر توسط ساعت‌های دیگر که سن زمانی را اندازه‌گیری می‌کنند، شناسایی نشده بود. بیشتر ساعت‌های پیری، سن بیولوژیکی فرد را بر اساس الگو‌های نشانگر‌های اپی‌ژنتیک تخمین می‌زنند، برچسب‌های شیمیایی به نام گروه‌های متیل که به DNA متصل می‌شوند و بر نحوه بیان ژن‌ها تأثیر می‌گذارند. به نظر می‌رسد الگوی متیلاسیون در این عناصر با افزایش سن تغییر می‌کند و باعث فعال‌تر شدن برخی از ژن‌ها می‌شود که ممکن است منجر به بی‌ثباتی ژنومی، التهاب و بیماری‌های مرتبط با سن شود.

پیری یک فرآیند پیچیده است که تحت تأثیر عوامل ژنتیکی، محیطی و اپی‌ژنتیک قرار دارد. محققان به دنبال نشانگر‌های قابل‌اعتمادی هستند که بتوانند سن بیولوژیکی را پیش‌بینی کنند، یک تصویر از سن فرد در سطح بیوشیمیایی که بر سلامت و رفاه کلی تأثیر می‌گذارد. از سوی دیگر، سن زمانی نشان‌دهنده تعداد سال‌هایی است که یک فرد زندگی کرده است. این دو نوع سن ممکن است همیشه با هم هماهنگ نباشند.

ساخت ساعت پیری بر اساس Retroelements

محققان از یک مدل یادگیری ماشین از True Diagnostic برای تجزیه و تحلیل داده‌های اپی‌ژنتیک ۱۲۶۷۰ نفر با سنین بین ۱۲ تا ۱۰۰ سال استفاده کردند. با استفاده از الگو‌های متیلاسیون DNA حاصل از retroelements، به‌ویژه retrovirus درون‌زا انسانی (HERV) و عنصر هسته‌ای طولانی (LINES)، آنها یک ساعت سن retroelement ترکیبی به نام "Retro-Age" توسعه دادند.

لیشوموا ندلوو، نویسنده اول این تحقیق و استاد برجسته پزشکی و ایمنی‌شناسی در بخش بیماری‌های عفونی در Weill Cornell Medicine، گفت: با سن‌نگاری این سیستم، ما بینش بیشتری و دیدگاه تازه‌ای در مورد روند پیری به دست آورده‌ایم و ابزاری بالقوه قدرتمند برای پیش‌بینی سن بیولوژیکی در اختیار داریم.

برگرداندن ساعت - تأثیر عوامل محیطی

محققان همچنین دریافتند که الگو‌های متیلاسیون DNA مشاهده‌شده نه‌تن‌ها پیش‌بینی‌کننده سن بودند، بلکه به عوامل خارجی مانند درمان ضد رتروویروسی که توسط افراد مبتلا به HIV انجام می‌شود نیز پاسخ می‌دهند. عفونت HIV پیری اپی‌ژنتیک را تسریع می‌کند، درحالی‌که به نظر می‌رسد درمان ضد رتروویروسی تا حدی این ساعت را معکوس می‌کند. این نشان می‌دهد که فعالیت retroelements تحت تأثیر عفونت و درمان آن است و بر روند پیری بیولوژیکی در افراد مبتلا به HIV تأثیر می‌گذارد.

مایکل کورلی، استاد ایمنی‌شناسی در بخش بیماری‌های عفونی در Weill Cornell Medicine، گفت: فعال‌سازی مجدد عناصر خاص با افزایش سن بیشتر می‌شود و به‌طور بالقوه منجر به علائم بیولوژیکی پیری مانند التهاب، پیری سلولی و بی‌ثباتی ژنومی می‌شود. یافته‌های ما نشان می‌دهد که ساعت‌های retroelements جنبه‌های ناشناخته‌ای از پیری بیولوژیکی را ثبت می‌کنند و ممکن است راه را برای درمان‌های آینده برای شرایط مرتبط با سن باز کنند.

محققان اعلام کردند که نظارت بر فعالیت‌های retroelements می‌تواند به ردیابی اثربخشی درمان‌های ضد پیری، نتایج سلامتی در جمعیت‌های مسن، و تأثیر تغییرات سبک زندگی بر پیری بیولوژیکی کمک کند.

ندلوو و کورلی قصد دارند درمان‌ها یا مداخلات درمانی جدیدی برای بیماری‌های مرتبط با سن را با هدف قرار دادن حالت‌های اپی‌ژنتیک retroelements خاص در ژنوم انسان بررسی کنند. آنها اشاره کردند که این رویکرد ممکن است در نهایت اثرات بیولوژیکی پیری را معکوس یا کاهش دهد و طول عمر و کیفیت زندگی افراد را بهبود بخشد.