Наш эпигеном – это набор химических переключателей, которые включают и выключают части нашего генома в стратегическое время и в определенных местах. Эти переключатели помогают изменить то, как наши клетки действуют, и на них влияют факторы окружающей среды, включая диету, упражнения и стресс. Исследования Института Бака показывают, что старение также влияет на эпигеном скелетных мышц человека. Исследование, опубликованное в Aging Cell, предоставляет метод изучения саркопении, дегенеративной потери мышечной массы, которая начинается в среднем возрасте.
Результаты были получены в результате первого исследования метилирования ДНК по всему геному у здоровых людей. Метилирование ДНК включает добавление метильной группы к ДНК и участвует в определенном слое эпигенетической регуляции и поддержания генома. В этом исследовании исследователи сравнили метилирование ДНК в образцах скелетных мышц, взятых у здоровых молодых (18–27 лет) и пожилых (68–89 лет) мужчин. Профессор Бака и ведущий ученый Саймон Мелов, доктор философии, сказал, что исследователи просмотрели более 480000 сайтов по всему геному. "Мы определили набор эпигенетических маркеров, которые полностью отделили молодых людей от старших – произошло изменение эпигенетического отпечатка пальца," сказал Мелов. "Наши результаты были статистически значимыми; шансы на то, что это произойдет, бесконечно малы."
Мелов сказал, что ученые идентифицировали около шести тысяч сайтов по всему геному, которые по-разному метилировались с возрастом, и что некоторые из этих сайтов связаны с генами, которые регулируют активность нервно-мышечного соединения, которое соединяет нервную систему с нашими мышцами. "Уже давно подозревали, что атрофия на этом соединении является слабым звеном в саркопении, потере мышечной массы, которую мы получаем с возрастом," сказал Мелов. "Может быть, это дифференциальное метилирование вызывает это. Мы не знаем."
Изучение первопричин и развития саркопении у людей проблематично; исследование потребовало бы повторных биопсий мышц, взятых с течением времени, что было бы трудно собрать. Мелов говорит, что теперь, когда эпигенетические маркеры были идентифицированы у людей, целью было бы манипулировать этими сайтами у лабораторных животных. "Мы сможем наблюдать за функцией с течением времени и, возможно, использовать лекарства для изменения скорости метилирования ДНК на этих участках," он сказал. Мелов говорит, что изменения в метилировании ДНК очень распространены при раке и что этот процесс более строго контролируется у молодых людей.