به گزارش ثریا - اثرهای قابل‌مشاهده افزایش سن بر بدن ما تا حدی به تغییرات نامرئی در فعالیت ژن‌ها مرتبط است. دقت فرآیندهای اپی‌ژنتیکی متیلاسیون دی‌ان‌ای که اضافه شدن یا حذف شدن بخش‌هایی به نام گروه‌های متیل  است، با بالا رفتن سن کمتر می‌شود. در نتیجه، تغییر در بیان ژن رخ می‌دهد که با کاهش عملکرد اندام‌ها و افزایش حساسیت به بیماری در هنگام پیر شدن افراد مرتبط است.

به نقل از نیچر، اکنون، یک فراتحلیل از تغییرات اپی‌ژنتیکی در ۱۷ نوع بافت انسانی در طول کل بازه بزرگسالی، جامع‌ترین تصویر تاکنون را از اینکه چگونه پیری ژن‌های ما را تغییر می‌دهد فراهم کرده است.

این مطالعه الگوهای متیلاسیون دی‌ان‌ای در نمونه‌های بافت انسانی را بررسی کرد و آشکار ساخت که برخی بافت‌ها سریع‌تر از بقیه پیر می‌شوند. برای مثال، شبکیه و معده، تغییرات متیلاسیون دی‌ان‌ای مرتبط با پیری بیشتری نسبت به دهانه رحم یا پوست انباشته می‌کنند. این تحلیل همچنین نشان داد که نشانگرهای اپی‌ژنتیکی جهانیِ پیری در اندام‌های مختلف وجود دارد. این «اطلس اپی‌ژنتیکی» می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا ارتباط بین متیلاسیون دی‌ان‌ای و پیری را مطالعه کنند و ممکن است در شناسایی اهداف مولکولی برای درمان‌های ضدپیری یاری‌رسان باشد.

ژوآئو پدرو ماگالائش، زیست‌شناس مولکولی در دانشگاه بیرمنگام بریتانیا، می‌گوید: من فکر می‌کنم این یک منبع عالی برای درک پیری است، تا جایی که من می‌دانم این فراتحلیل از داده‌های متیلاسیون در سراسر اندام‌ها، بزرگ‌ترین منبع این‌چنینی است که تاکنون گردآوری شده است. مطمئنم که برای پژوهشگران ارزشمند خواهد بود.

اطلس اپی‌ژنتیکی پیری

پژوهشگران پیش‌تر می‌توانستند الگوهای متیلاسیون دی‌ان‌ای در ژنوم افراد را تحلیل کنند تا ساعت‌های پیری بسازند که ابزارهایی هستند که سن زیستی را اندازه می‌گیرند. با این حال، پرسش‌های بنیادی حل‌نشده‌ای درباره اینکه آیا این امضاهای پیری در میان انواع بافت‌ها مشترک هستند یا خیر، وجود داشت.

برای مشخص کردن اینکه متیلاسیون چگونه با پیری مرتبط است، نیر اینون در دانشگاه موناش در ملبورن، استرالیا و همکارانش یک فراتحلیل از بیش از ۱۵ هزار نمونه از ۱۷ بافت انسانی گرفته‌شده از بزرگسالان در سنین مختلف انجام دادند. آن‌ها تغییرات متیلاسیون را در سراسر ۹۰۰ هزار جایگاه بالقوه در دی‌ان‌ای ترسیم کردند و سپس یک اطلس دسترسی-آزاد ایجاد کردند. اینون می‌گوید: ما نمونه‌هایی از افراد ۱۸ ساله تا حدود ۱۰۰ ساله داشتیم، بنابراین می‌توانیم به نشانگرهای اپی‌ژنتیکی نگاه کنیم و ببینیم که در طول عمر انسان چگونه تغییر می‌کنند.

پیری چیست؟ سؤالی که حتی پژوهشگران این حوزه نمی‌توانند بر سر آن توافق کنند

به طور کلی، پژوهشگران دریافتند که میزان میانگین متیلاسیون به‌شدت بین بافت‌ها متفاوت است؛ از ۳۵ درصد در دهانه رحم گرفته تا ۴۸ درصد در پوست، ۵۱ درصد در عضله، ۵۳ درصد در قلب، ۵۷ درصد در معده و تا ۶۳ درصد در شبکیه چشم.

ماکسو ژاک، همکار نویسنده مطالعه از دانشگاه موناش، می‌گوید تقریبا همه بافت‌ها هنگام پیر شدن افزایش متیلاسیون دی‌ان‌ای دارند. استثناها عضله اسکلتی و ریه هستند که در آن‌ها کاهش متیلاسیون با سن بیشتر است. تحلیل آن‌ها همچنین نشان داد که اندام‌های مختلف الگوهای پیریِ متمایزِ متیلاسیون دی‌ان‌ای را دارند. ژاک می‌گوید: هر بافت یک تغییر متفاوت را تجربه می‌کند.

اهداف متیلاسیون در پیری

علاوه بر بررسی تفاوت‌های بین بافت‌ها، پژوهشگران جایگاه‌های ژنی منفرد را در سراسر ژنوم هر بافت بررسی کردند. ژاک می‌گوید: ما می‌خواستیم یک سازوکار مشترک پیری پیدا کنیم که در تمام انواع بافت‌ها وجود داشته باشد.

آن‌ها چندین ژن یافتند که تغییرات متیلاسیون داشتند و نشانگرهای زیستی قوی پیری در چندین بافت بودند. این‌ها شامل تنظیم‌کننده‌های تکوینی HDAC۴ و HOX بودند که با پیری سلولی و افت مرتبط با سن ارتباط دارند و همچنین MEST که با دیابت و چاقی، دو شتاب‌دهنده‌ شناخته‌شده‌ پیری، مرتبط بوده است.

پژوهشگران متیلاسیون بالای خانواده ژنی پروتوکادرین گاما (PCDHG) را به‌عنوان یک محرک فرآیند پیری در اندام‌های مختلف شناسایی کردند. مطالعات دیگر نشان داده‌اند که هایپرمتـیلاسیون در خانواده ژنی PCDHG با کاهش ماده سفید در مغز مرتبط است که خود یک نشانگر زوال شناختی به حساب می‌آید.

هدف قرار دادن پیری بدن، نه پیری بافت

ژاک، اطلس را منبعی برای تسریع کشف سازوکارهای مولکولی اصلیِ پیری در سراسر بدن و همچنین در بافت‌های منفرد، می‌بیند. او امیدوار است که این ابزار بتواند جست‌وجو برای درمان‌های ضدپیری را تقویت کند. این اطلس ایده وسوسه‌انگیزی را مطرح می‌کند، یعنی حرکت از درمان بیماری‌های مرتبط با سنِ منفرد مانند بیماری قلبی-عروقی یا بیماری کبد، به سمت درمان پیری به‌طور کلی.

هولگر بیرهوف، اپی‌ژنتیک‌دان در موسسه لیبنیز درباره پیری، آلمان، می‌گوید پرسش بزرگ در کار بر روی ساعت‌های اپی‌ژنتیکی همیشه این بوده است که چه چیزی باعث پیری می‌شود؟ او می‌گوید: این مطالعه به اهمیت کارکردی متیلاسیون نگاه می‌کند، نه فقط استفاده از آن به‌عنوان یک ساعت برای پیری.

بیرهوف می‌گوید، هرچقدر هم که این مطالعه بزرگ باشد، هنوز تنها کسری کوچک از حدود ۳۰ میلیون جایگاه اپی‌ژنتیکی در ژنوم انسان را دربرمی‌گیرد، بنابراین ممکن است تصویر کامل تغییرات متیلاسیون دی‌ان‌ای مرتبط با سن را ارائه ندهد.

اینون این را می‌پذیرد، اما می‌گوید داده‌های موجود در اطلس آن‌ها همچنان می‌تواند به شناسایی سازوکارهای پشتِ پیری کمک کند و آشکار سازد که چگونه می‌توان آن را کُند کرد.

مطالعه پیشین از یک تیم شامل اینون نشان داده است که ورزش با الگوهای متیلاسیون جوان‌تر در عضلهه اسکلتی انسان مرتبط است، برای مثال تقریبا هیچ بافتی در بدن وجود ندارد که از ورزش بی‌تأثیر بماند، بنابراین این کار ممکن است به مدلی منجر شود که نشان دهد چگونه ورزش و عواملی مانند خواب و رژیم غذایی، مسیرها را در بسیاری از بافت‌های بدن تغییر می‌دهند تا ما را از نظر زیستی جوان‌تر نگه دارند.

منبع : اطلس اپی‌ژنتیکی