Caenorhabditis elegans to żyjący w glebie nicień o długości około 1 mm. Żywi się mikroorganizmami. Od połowy lat 60. XX wieku jest organizmem modelowym w badaniach dotyczących między innymi działania układu nerwowego. Był pierwszym organizmem wielokomórkowym, którego genom udało się (w roku 1998) zsekwencjonować.

Powszechnie znany jest wiek chronologiczny - od urodzenia. Jednak każdy starzeje się inaczej, dlatego wiek biologiczny może się od niego znacznie różnić. Do określenia biologicznego wieku organizmu naukowcy mogą wykorzystać różne mechanizmy biologiczne. Na przykład zegar epigenetyczny Horvatha opiera się na zachodzącej z wiekiem metylacji DNA - przyłączaniu grup metylowych (-CH3) do zasad azotowych nukleotydów, w szczególności do cytozyny, rzadziej do adeniny.

Nowy zegar – tak zwany transkryptomiczny zegar starzenia - opracowali bioinformatyk David Meyer i genetyk, prof. Björn Schumacher z uniwersytetu w Kolonii (Niemcy). Wykorzystuje transkryptom - zestaw cząsteczek mRNA obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Cząsteczki mRNA odpowiadają zestawowi genów, które są odczytywane z DNA w celu wytworzenia białek dla komórki.

Do tej pory uważano, że transkryptom jest zbyt złożony, aby wskazywać na wiek. Czasami geny dokonują transkrypcji szczególnie dużej ilości mRNA, czasami mniejszej. Dlatego do tej pory nie było możliwe opracowanie precyzyjnych zegarów starzenia w oparciu o aktywność genów.

Aby uniezależnić wynik od różnic w aktywności genów, Meyer i Schumacher wykorzystali matematyczny trik. Binaryzowany zegar starzenia transkryptomu (BiT)dzieli geny na dwie grupy - „włączone” lub „wyłączone” - minimalizując w ten sposób dużą zmienność.

“Ta prosta procedura umożliwia zaskakująco dokładne przewidywanie wieku biologicznego, bliskiego teoretycznej granicy dokładności. Co najważniejsze, ten zegar działa również w długich okresach, które wcześniej były trudne do zmierzenia, ponieważ zmienność aktywności genów jest wówczas szczególnie wysoka" - powiedział Meyer.

Wiek BiT opiera się wyłącznie na około 1000 różnych transkryptomów C. elegans, których długość życia jest dokładnie znana. Organizmy modelowe, takie jak nicienie, zapewniają kontrolowany obraz procesu starzenia, umożliwiając odkrywanie biomarkerów i badanie wpływu czynników zewnętrznych, takich jak promieniowanie UV lub odżywianie, na długowieczność.

Nowy zegar starzenia pozwala badaczom dokładnie przewidzieć skutki nasilających starzenie i przeciwdziałających starzenie się wariantów genów i różnych czynników zewnętrznych u nicieni w młodym wieku. Zegar starzenia pokazał również, że geny odpowiedzi immunologicznej, a także sygnalizacja w neuronach są istotne dla procesu starzenia.

„Wiek BiT można również zastosować do szybkiego i bardzo dokładnego przewidywania wieku człowieka. Pomiar wieku biologicznego jest ważny dla określenia wpływu środowiska, diety czy terapii na proces starzenia i rozwój chorób związanych z wiekiem. Zegar ten mógłby zatem znaleźć szerokie zastosowanie w badaniach nad starzeniem. Ponieważ wiek BiT opiera się wyłącznie na aktywności genów, można go w zasadzie zastosować do każdego organizmu ”- wyjaśnił Schumacher.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/