Взаимосвязь энтропии в ДНК со старением организма

Учёные из Калифорнии доказали, что степень беспорядка в химических метках ДНК может служить точным индикатором старения, а новый подход способен раскрывать причины старения.

Исследование учёных из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе показало, что уровень хаоса в метилировании ДНК может точно определять биологический возраст человека. Новый метод, основанный на показателе, который назвали энтропией метилирования, рассматривает, насколько случайно распределены химические метки на геноме. Этот подход способен давать более точные результаты, чем традиционные эпигенетические часы.

Метод был протестирован на образцах ДНК, взятых из щёчных клеток у ста человек в возрасте от 7 до 84 лет. Учёные измерили энтропию на 3 000 участках генома и выяснили, что степень беспорядка в метилировании предсказуемо изменяется с возрастом. В одних случаях энтропия увеличивается, а в других снижается, демонстрируя индивидуальные траектории старения.

Энтропия в контексте ДНК — это показатель того, насколько непредсказуемо метки метилирования распределены на определённых участках. Исследователи обнаружили, что с возрастом этот показатель изменяется на одних участках в сторону увеличения, а на других — в сторону упорядоченности. Эти изменения не всегда связаны с общим уровнем метилирования, что делает энтропию независимым и важным источником информации.

В отличие от методов, которые просто фиксируют уровень метилирования отдельных нуклеотидов, энтропия позволяет выявлять структурные изменения в эпигенетической регуляции. Это может оказаться полезным не только для оценки старения, но и для ранней диагностики возрастных заболеваний, таких как рак, диабет и болезни Альцгеймера.

Для оценки эффективности метода учёные использовали как статистические, так и нейросетевые модели. В результате выяснилось, что энтропия метилирования предсказывает возраст с такой же точностью, как классические эпигенетические часы. Более того, комбинация энтропии с другими метриками улучшает точность модели, снижая среднюю ошибку до пяти лет.

Особенно успешной оказалась интеграция с методикой CHALM и средним уровнем метилирования. Эти гибридные модели позволяют учесть как количественные, так и качественные изменения в структуре ДНК, создавая более полную картину биологического старения человека.

Работа поддерживает теорию о том, что старение частично обусловлено потерей эпигенетической информации — набора биологических инструкций, необходимых для правильного функционирования клеток. Сбои в этих механизмах приводят к нарушению работы генов, развитию воспалений и снижению регенеративных способностей организма.

Современные исследования показывают, что восстановление эпигенетического баланса может не только замедлить старение, но и обратить некоторые его признаки. Это открывает путь к новым видам терапии, направленным не на борьбу с симптомами, а на устранение самой причины возрастных изменений.

Хотя работа с щёчными эпителиями уже дала обнадёживающие результаты, дальнейшие шаги будут связаны с исследованием энтропии метилирования в других типах тканей — мышцах, печени, мозге. Это необходимо для создания универсального биомаркера старения, пригодного для диагностики и медицинских решений.

Авторы подчёркивают, что эпигенетическая энтропия не просто уточняет биологический возраст, но и отображает индивидуальные особенности старения. Это может изменить подход к геронтологии, персонализированной медицине и профилактике возрастных нарушений.

РАСОЛОГИЯ В Телеграме - Rassenkunde

https://t.me/Rassenkunde_anthropology

Источник

https://ktrk.kg/zdorove/haos-v-dnk-uchyonye-raskryli-novyj-marker-stareniya-organizma

Источник: ktrk.kg

Комментарии: