Различные химические модификации в геноме определяют, читаются ли гены или деактивируются. Метильные метки в ДНК играют в этом ключевую роль "эпигенетический" регуляция активности генов. Образ жизни и факторы окружающей среды влияют на метилирование в геноме. Ученые уже хорошо задокументировали связь между статусом метилирования определенных позиций в геноме и раком, а также другими заболеваниями.
Не ограничиваясь отдельными заболеваниями: что статус метилирования в ДНК говорит о здоровье человека, его или ее предрасположенности к болезням или, короче говоря, об индивидуальном риске смерти? Ученые из команды Германа Бреннера из Немецкого центра онкологических исследований (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) в Гейдельберге в сотрудничестве с коллегами из Саарландского онкологического регистра и Исследовательского центра гигиены окружающей среды им. Гельмгольца в Мюнхене задались этим вопросом.
В своем настоящем исследовании исследователи изучили случаи 1900 участников двух эпидемиологических исследований под названием ESTHER и KORA. Они использовали ДНК клеток крови в качестве основы своего исследования. Все испытуемые были пожилыми людьми и сдавали образцы крови, когда участвовали в исследовании. Это было 14 лет назад, и с тех пор многие из них умерли.
Метильные группы присоединяются только к определенной комбинации строительных блоков ДНК, называемых CpG. Для почти 500000 из этих позиций исследователи проанализировали, выявили ли их уровни метилирования статистическую связь с выживаемостью. После тщательного статистического обзора в итоге было получено 58 CpG, которые показали сильную корреляцию между статусом метилирования и смертностью.
Курение оставляет самые сильные эпигенетические следы
Все эти 58 CpG были локализованы в областях генома, для которых хорошо задокументирована связь с различными заболеваниями. Интересно, что 22 из 58 CpG идентичны позициям метилирования, которые Бреннер и его коллеги недавно обнаружили в исследовании эпигенетических воздействий курения *. Таким образом, из всех факторов риска для здоровья курение оставляет самые сильные следы в геноме.
"Хорошая новость в том, что уровень метилирования ДНК не высечен на камне," Бреннер сказал. "В отличие от мутаций в строительных единицах ДНК, это обратимо. Это означает, например, что статус неблагоприятного метилирования может измениться после прекращения курения, и риск смертности может снова значительно снизиться."
Всего десять позиций в геноме составляют профиль эпигенетического риска
Из 58 CpG ученые выбрали те десять, которые имеют самую сильную корреляцию со смертностью. Один только этот эпигенетический профиль риска позволил им предсказать так называемую смертность от всех причин (рак, сердечно-сосудистые заболевания и другие). Участники исследования, чей геном показал "неблагоприятный" Статус метилирования в пяти или более из этих участков имел риск смерти в течение 14-летнего периода наблюдения, который был в семь раз выше, чем у участников исследования, у которых метилирование в этих местах не выявило отклонений.
Метилирование ДНК выявило гораздо более сильную связь с выживанием, чем все другие ранее изученные изменения в отдельных строительных блоках ДНК (SNP, однонуклеотидные полиморфизмы). Таким образом, профиль эпигенетического риска оказался более точным показателем продолжительности жизни, чем все другие ранее установленные профили генетического риска, основанные на изменениях в строительных блоках ДНК.
"Мы были удивлены, что статус метилирования только десяти позиций нашего генома так сильно коррелирует со смертностью от всех причин," прокомментировал Бреннер. "Мы обнаружили еще более сильную связь со смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний. Теперь важно выяснить, какие меры профилактики наиболее эффективны для положительного влияния на профиль метилирования и смертность."