Lubimy obliczać proces starzenia się towarzyszących nam w życiu zwierząt i przeliczać ich lata na ludzkie. Dotyczy to zwłaszcza psów. Popularny model mówi o przemnożeniu przeżytych przez psa lat przez siedem, co rzekomo daje równowartość wieku człowieka. Znalezienie dokładnego sposobu na wykonanie takich obliczeń nie było łatwe, ale zespół naukowców z Kalifornii opracował nową formułę, która jest oparta na następujących w czasie zmianach DNA.
Przekształcanie psich lat na lata ludzkie od dawna przeprowadzane jest prostą, ale nie do końca poprawną metodą. Ten uproszczony sposób powstał na podstawie średniej oczekiwanej długości życia obu gatunków i mówi, że jeden roku życia naszego psa to siedem lat życia człowieka. Ale sposób ten, jak twierdzą naukowcy, nie daje dobrej odpowiedzi na pytanie, na jakim etapie życia są psy i ludzie w stosunku do siebie. Według niego 14-letni pies jest prawie 100-latkiem na ludzkie lata.
Naukowcy z University of California w San Diego opracowali nową formułę, która przekształca psie lata na lata ludzkie. Jak twierdzą uczeni, pozwala one znacznie dokładnie określić wiek psa w porównaniu do ludzi i dzięki niej można dowiedzieć się, czy nasz pupil jest jeszcze maluchem, czy może przechodzi już kryzys wieku średniego. Metoda ta opiera się na koncepcji zegara epigenetycznego i określa postępujące wraz z wiekiem zmiany w DNA. Publikacja na ten temat ukazała się w bazie pre-printów bioRxiv.
W miarę postępowania procesu starzenia u ludzi, ale też u psów, w DNA dochodzi do chemicznych modyfikacji. Określa się je mianem zegara epigenetycznego. Zegar ten opiera się na epigenomie organizmu, który obejmuje modyfikacje chemiczne, takie jak grupy metylowe przyłączające się do pewnych fragmentów DNA. Proces ten, nazywany procesem metylacji DNA, prowadzi do zmian w aktywności niektórych genów bez modyfikacji oryginalnej sekwencji DNA. Wzorce tych znaków zmieniają się w trakcie życia i postępują wraz z wiekiem biologicznym danej osoby, który może być większy lub mniejszy od wieku mierzonego w przeżytych latach (w zależności od stylu życia, chorób dziedzicznych lub innych czynników). Naukowcy mogą ustalić czyjś wiek biologiczny, mierząc zmiany chemiczne w naszym DNA, które zachodzą z czasem.
U innych gatunków również zachodzi proces metylacji DNA w miarę postępu procesu starzenia się. Myszy, szympansy, wilki czy psy również mają epigenetyczne zegary. Aby dowiedzieć się, jak różnią się zwierzęce zegary epigenetyczne od ludzkiej wersji, genetyk Trey Ideker z University of California w San Diego i jego koledzy zaczęli od psów. Najlepsi przyjaciele człowieka stanowią dobrą grupę do porównania, ponieważ żyją w tym samym środowisku, co człowiek.
Wszystkie psy, bez względu na rasę, podążają podobną ścieżką rozwoju, osiągając dojrzałość płciową w około 10. miesiącu i umierając przed 20. rokiem życia. Choć długość życia psów poszczególnych ras możne znacznie się różnić. Aby zwiększyć szanse na znalezienie czynników genetycznych związanych ze procesem starzeniem się, zespół Idekera skupił się na jednej rasie - labrador retriever.
W swoich badaniach uczeni zeskanowali wzorce metylacji DNA w genomach 104 psów w wieku od 4 tygodni do 16 lat. Porównali to z opublikowanymi profilami metylacji z krwi 320 ludzi w wieku od jednego do 103 lat. Ich analiza wykazała, że psy (przynajmniej jeśli chodzi o rasę labrador retriever) i ludzie mają podobne wzory metylacji niektórych regionów DNA. Wskaźniki mutacji w tych regionach były najbardziej widoczne, gdy naukowcy spojrzeli na młode psy i młodych ludzi lub stare psy i starych ludzi.
Badacze odkryli też, że w niektórych grupach genów zaangażowanych w rozwój, proces metylacji w miarę postępu starzenia się zachodzi podobnie. To sugeruje, że przynajmniej niektóre aspekty procesu starzenia się są kontynuacją rozwoju, a nie odrębnym procesem i że przynajmniej niektóre z tych zmian są ewolucyjnie podobne u wszystkich ssaków.
- Wiedzieliśmy z wcześniejszych badań, że psy chorują na takie same choroby i mają podobne spadki zdolności poznawczych, co ludzie, a ta praca dostarcza dowodów, że podobne zmiany molekularne zachodzą również podczas procesu starzenia się – powiedział Matt Kaeberlein z University of Washington w Seattle, który nie był zaangażowany w te badania. - Jest to piękna demonstracja cech epigenetycznych zegarów wspólnych dla psów i ludzi – dodał.
Zespół badawczy wykorzystał tempo zmian metylacji u psów, aby dopasować je do ludzkiego zegara epigenetycznego. Nowy sposób konwersji wieku psa na ludzkie lata jest nieco bardziej złożony niż pomnożenie psich lat przez siedem, ale, jak twierdzą badacze, daje znacznie wiarygodniejsze wyniki. Nowa formuła ma zastosowanie do psów mających od roku w górę. By otrzymać równoważnik wieku psa w ludzkich latach należy logarytm naturalny z wieku psa (można skorzystać z kalkulatora) pomnożyć przez 16 i dodać 31.
Na podstawie danych metylacji wydaje się, że etapy życia psów i ludzi się pokrywają. Na przykład 7-tygodniowe szczenię jest w przybliżeniu równe 9-miesięcznemu niemowlęciu. W podobnym czasie u szczeniaka, jak i u niemowlaka, zaczynają wyrzynać się zęby. Ta formuła ładnie pasuje również do średniej długości życia labradorów (12 lat) z oczekiwaną długością życia ludzi (70 lat).
Ogólnie rzecz biorąc, psi zegar epigenetyczny tyka początkowo znacznie szybciej niż ludzki. Mimo że dwuletni labrador może nadal zachowywać się jak szczeniak, to według nowej metody przeliczania, jest już w średnim wieku. Z czasem psi zegar epigenetyczny zwalnia. 10-letni pies ma prawie 68 lat w przeliczeniu na „nasze”.
Źródło: Science
