الرئيسيةعريقبحث

الساعه الفوق جينية

☰ جدول المحتويات

الساعة الفوق جينية هي مصطلح يستخدم لوصف الاختبار البيوكيميائي الذي يمكن استخدامه لقياس العمر. يعتمد الاختبار على مستويات مثيلية الحمض النووي.

التاريخ

وقد عرفت التأثيرات القوية للعمر على مستويات مثيلية الحمض النووي منذ أواخر الستينات. [1] وصفات واسعة تصف مجموعات من CpGs التي تربط مستويات مثيلية الحمض النووي مع العمر، على سبيل المثال [2][3][4][5][6] أول دليل قوي على أن مستويات المثيلة للحمض النووي في اللعاب يمكن أن تولد تنبؤات دقيقة للعمر تم نشره من قبل فريق UCLA بما في ذلك ستيف هورفاث في عام 2011 (Bocklandt et al 2011).[7][8] نشرت مختبرات تيري ادكير(Trey Ideker) و Kang Zhang في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ساعة الهجن الوراثي (Hannum 2013) ، [9] والتي تتكون من 71 علامة تحدد بدقة العمر بناءً على مستويات مثيلية الدم. أول ساعة جينية متعددة الأنسجة، هي ساعة هفث الجينية، طورها ستيف هورفاث، أستاذ علم الوراثة البشرية وعلم الإحصاء الحيوي في جامعة كاليفورنيا (Horvath 2013). [10][11] قضى هورفاث أكثر من 4 سنوات في جمع البيانات الخاصة بالميثيلين الحمضي DNA المتاحة للجمهور وتحديد الطرق الإحصائية المناسبة. [12] القصة الشخصية وراء الاكتشاف ظهرت في الطبيعة. [13] تم تطوير مقدار العمر باستخدام 8000 عينة من 82 مجموعة من صفات مجموعة ميثيلنة DNA المميتة، والتي تضم 51 نسيج ونمط خلوي سليم. يكمن الابتكار الرئيسي لساعة هفوث الفوق جينية في قابليتها للتطبيق: المجموعة نفسها من 353 CpGs ونفس خوارزمية التنبؤ تستخدم بغض النظر عن مصدر حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين في الكائن الحي، أي أنها لا تتطلب أي تعديلات أو تعويضات. [13] تسمح هذه الخاصية لشخص بمقارنة أعمار مناطق مختلفة من جسم الإنسان باستخدام نفس الساعة العجوز.

العلاقة مع سبب الشيخوخة البيولوجية

لم يعرف بعد ما الذي يتم قياسه بالضبط بعمر مثيلة الحمض النووي. افترض هورفاث أن عمر مثيلة الحمض النووي يقيس التأثير التراكمي لنظام الصيانة الوراثي ولكن التفاصيل غير معروفة. حقيقة أن عمر الحمض النووي للمثيلة للدم يتنبأ بجميع أسباب الوفاة في الحياة اللاحقة [14][15][16][17] يشير بقوة إلى أنه يرتبط بعملية تسبب الشيخوخة. [18] ومع ذلك، فمن غير المرجح أن تكون ساعة CpG ذات 353 ساعة خاصة أو تلعب دورًا سببيًا مباشرًا في عملية الشيخوخة. [10] بدلا من ذلك، يلتقط الساعة اللاجينية خاصية طارئة لفوق جينوم.

نظرية الساعة اللاجينية للشيخوخة

اقترح كل من هورفاث وراج [19] نظرية الساعة الجينية للشيخوخة مع المعتقدات التالية:

  • تؤدي نتائج الشيخوخة البيولوجية إلى نتائج غير مقصودة لكل من برامج التطوير وبرنامج الصيانة، حيث ينتج عن آثار الأقدام الجزيئية مقدرات سن الحامض النووي.
  • الآليات الدقيقة التي تربط بين العمليات الجزيئية الفطرية (العمر الدناوي الكامن) إلى الانخفاض في وظيفة الأنسجة ربما ترتبط بالتغيرات داخل الخلايا (مما يؤدي إلى فقدان الهوية الخلوية) والتغيرات الطفيفة في تكوين الخلية، على سبيل المثال، الخلايا الجذعية الجسدية العاملة بشكل كامل .
  • على المستوى الجزيئي، عمر DNAm هو قراءات قريبة لمجموعة من عمليات الشيخوخة الفطرية التي تتآمر مع غيرها من الأسباب الجذرية المستقلة للشيخوخة على حساب وظيفة الأنسجة.

مراجع

  1. Berdyshev, G; Korotaev, G; Boiarskikh, G; Vaniushin, B (1967). "Nucleotide composition of DNA and RNA from somatic tissues of humpback and its changes during spawning". Biokhimiia. 31: 988–993.
  2. Rakyan, VK; Down, TA; Maslau, S; Andrew, T; Yang, TP; Beyan, H; Whittaker, P; McCann, OT; Finer, S; Valdes, AM; Leslie, RD; Deloukas, P; Spector, TD (2010). "Human aging-associated DNA hypermethylation occurs preferentially at bivalent chromatin domains". Genome Res. 20 (4): 434–439. doi:10.1101/gr.103101.109. PMC . PMID 20219945.
  3. Teschendorff, AE; Menon, U; Gentry-Maharaj, A; Ramus, SJ; Weisenberger, DJ; Shen, H; Campan, M; Noushmehr, H; Bell, CG; Maxwell, AP; Savage, DA; Mueller-Holzner, E; Marth, C; Kocjan, G; Gayther, SA; Jones, A; Beck, S; Wagner, W; Laird, PW; Jacobs, IJ; Widschwendter, M (2010). "Age-dependent DNA methylation of genes that are suppressed in stem cells is a hallmark of cancer". Genome Res. 20 (4): 440–446. doi:10.1101/gr.103606.109. PMC . PMID 20219944.
  4. Koch, CM; Wagner, W (Oct 2011). "Epigenetic-aging-signature to determine age in different tissues". Aging. 3 (10): 1018–27. doi:10.18632/aging.100395. PMC . PMID 22067257.
  5. Horvath, S; Zhang, Y; Langfelder, P; Kahn, R; Boks, M; van Eijk, K; van den Berg, L; Ophoff, RA (2012). "Aging effects on DNA methylation modules in human brain and blood tissue". Genome Biol. 13 (10): R97. doi:10.1186/gb-2012-13-10-r97. PMC . PMID 23034122.
  6. Bell, JT; Tsai, PC; Yang, TP; Pidsley, R; Nisbet, J; Glass, D; Mangino, M; Zhai, G; Zhang, F; Valdes, A; Shin, SY; Dempster, EL; Murray, RM; Grundberg, E; Hedman, AK; Nica, A; Small, KS; Dermitzakis, ET; McCarthy, MI; Mill, J; Spector, TD; Deloukas, P (2012). "Epigenome-wide scans identify differentially methylated regions for age and age-related phenotypes in a healthy ageing population". PLoS Genet. 8 (4): e1002629. doi:10.1371/journal.pgen.1002629. PMC . PMID 22532803.
  7. University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences (21 October 2013). "Scientists discover new biological clock with age-measuring potential". Forbes. مؤرشف من الأصل في 28 ديسمبر 201621 أكتوبر 2013.
  8. Bocklandt, S; Lin, W; Sehl, ME; Sánchez, FJ; Sinsheimer, JS; Horvath, S; Vilain, E (2011). "Epigenetic Predictor of Age". PLoS ONE. 6 (6): e14821. doi:10.1371/journal.pone.0014821. PMC . PMID 21731603.
  9. Hannum, G; Guinney, J; Zhao, L; Zhang, L; Hughes, G; Sadda, S; Klotzle, B; Bibikova, M; Fan, JB; Gao, Y; Deconde, R; Chen, M; Rajapakse, I; Friend, S; Ideker, T; Zhang, K (2013). "Genome-wide methylation profiles reveal quantitative views of human aging rates". Mol Cell. 49 (2): 359–367. doi:10.1016/j.molcel.2012.10.016. PMC . PMID 23177740.
  10. Horvath, S (2013). "DNA methylation age of human tissues and cell types". Genome Biology. 14 (10): R115. doi:10.1186/gb-2013-14-10-r115. PMC . PMID 24138928.
  11. University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences (20 October 2013). "Scientist uncovers internal clock able to measure age of most human tissues; Women's breast tissue ages faster than rest of body". ScienceDaily. مؤرشف من الأصل في 17 فبراير 201922 أكتوبر 2013.
  12. Biome on 21st October 2013 Novel epigenetic clock predicts tissue age - تصفح: نسخة محفوظة 10 نوفمبر 2014 على موقع واي باك مشين.
  13. Gibbs, WT (2014). "Biomarkers and ageing: The clock-watcher". Nature. 508 (7495): 168–170. doi:10.1038/508168a. PMID 24717494.
  14. Chen, B; Marioni, ME (2016). "DNA methylation-based measures of biological age: meta-analysis predicting time to death". Aging. 8 (9): 1844–1865. doi:10.18632/aging.101020. PMC . PMID 27690265.
  15. Marioni, R; Shah, S; McRae, A; Chen, B; Colicino, E; Harris, S; Gibson, J; Henders, A; Redmond, P; Cox, S; Pattie, A; Corley, J; Murphy, L; Martin, N; Montgomery, G; Feinberg, A; Fallin, M; Multhaup, M; Jaffe, A; Joehanes, R; Schwartz, J; Just, A; Lunetta, K; Murabito, JM; Starr, J; Horvath, S; Baccarelli, A; Levy, D; Visscher, P; Wray, N; Deary, I (2015). "DNA methylation age of blood predicts all-cause mortality in later life". Genome Biology. 16 (1): 25. doi:10.1186/s13059-015-0584-6. PMC . PMID 25633388.
  16. Christiansen, L (2015). "DNA methylation age is associated with mortality in a longitudinal Danish twin study". Aging Cell. 15 (1): 149–154. doi:10.1111/acel.12421. PMC . PMID 26594032.
  17. Horvath, S (2015). "Decreased epigenetic age of PBMCs from Italian semi-supercentenarians and their offspring". Aging (Dec). مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2016.
  18. Chen B, Marioni R, Colicino E, Peters M, Ward-Caviness C, Tsai P, Roetker N, Just A, Demerath E, Guan W, et al. (2016). "DNA methylation-based measures of biological age: meta-analysis predicting time to death". Aging. 8: 1844–1865. doi:10.18632/aging.101020. PMC . PMID 27690265. مؤرشف من الأصل في 09 سبتمبر 2019.
  19. Horvath, S., & Raj, K. (2018). DNA methylation-based biomarkers and the epigenetic clock theory of ageing. Nature Reviews Genetics, doi:10.1038/s41576-018-0004-3 - تصفح: نسخة محفوظة 8 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.

موسوعات ذات صلة :