บทความอายุยืน

'นาฬิกาแห่งวัย' ที่มีความแม่นยำสูงแบบใหม่จะวัดอายุทางชีววิทยาด้วยการถอดเสียง

'นาฬิกาแห่งวัย' ที่มีความแม่นยำสูงแบบใหม่จะวัดอายุทางชีววิทยาด้วยการถอดเสียง
  • การเปลี่ยนแปลงในทรานสคริปต์โตมหรือชุดโมเลกุล RNA ของ Messenger ที่สังเคราะห์โปรตีนจากสารพันธุกรรมทั้งหมดมีความเชื่อมโยงกับการแก่ชราทางชีวภาพ

  • การสูญเสียการควบคุมการถอดเสียงเกิดขึ้นตามอายุ โดยเปลี่ยนพิมพ์เขียวสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน

  • การศึกษานี้พบว่าการวัดการเปลี่ยนแปลงของการถอดเสียงสามารถทำนายอายุทางชีวภาพในหนอนได้อย่างแม่นยำ

บทความนี้เผยแพร่บน EurekAlert.org:

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลญจน์ได้ใช้สิ่งมีชีวิตแบบจำลอง Caenorhabditis elegans ได้พัฒนา 'นาฬิกาแห่งวัย' ที่อ่านอายุทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตได้โดยตรงจากการแสดงออกของยีนที่เรียกว่า transcriptome David Meyer นักชีวสารสนเทศและนักพันธุศาสตร์ศาสตราจารย์ ดร. Björn Schumacher ผู้อำนวยการสถาบันเพื่อความคงตัวของจีโนมในการสูงวัยและโรคที่ CECAD Cluster of Excellence in Aging Research และ Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC) บรรยายถึงสิ่งที่เรียกว่า BiT age (แบบไบนาไรซ์) นาฬิกาการชราภาพจากการถอดเสียง) ในบทความ 'อายุ BiT: นาฬิกาการชราภาพตามการถอดเสียงใกล้กับขีดจำกัดความถูกต้องทางทฤษฎี' ใน เซลล์แก่ชรา.

เราทุกคนคุ้นเคยกับอายุตามลำดับ - อายุของเราตั้งแต่เกิด แต่อายุทางชีววิทยาอาจแตกต่างกันไปในบางครั้งอย่างมีนัยสำคัญ ทุกคนมีอายุที่แตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้นาฬิกาความชราเพื่อกำหนดอายุทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตได้ จนถึงขณะนี้ นาฬิกาที่เสื่อมสภาพ เช่น นาฬิกาอีพิเจเนติกของ Horvath มีพื้นฐานมาจากรูปแบบของเมทิลเลชัน ซึ่งเป็นกลุ่มสารเคมีขนาดเล็กที่เกาะติดกับ DNA และเปลี่ยนแปลงไปตามอายุ นาฬิกาใหม่จะพิจารณาชุดของยีนที่อ่านจาก DNA (messenger RNA) เพื่อสร้างโปรตีนให้กับเซลล์โดยใช้ทรานสคริปต์โตม

จนถึงขณะนี้ transcriptome ถือว่าซับซ้อนเกินกว่าจะระบุอายุได้ บางครั้งยีนจะถ่ายทอด mRNA ในปริมาณมากเป็นพิเศษ บางครั้งก็น้อยกว่านั้น ดังนั้น จนถึงขณะนี้ ยังไม่สามารถพัฒนานาฬิกาความชราที่แม่นยำโดยอาศัยการทำงานของยีนได้ วิธีการใหม่ของเมเยอร์และชูมัคเกอร์ใช้กลอุบายทางคณิตศาสตร์เพื่อขจัดความแตกต่างในการทำงานของยีน นาฬิกาการชราภาพแบบถอดเสียงแบบไบนาไรซ์แบ่งยีนออกเป็นสองกลุ่มคือ 'เปิด' หรือ 'ปิด' ซึ่งช่วยลดความแปรปรวนในระดับสูง สิ่งนี้ทำให้สามารถคาดเดาอายุได้จากทรานสคริปโตม 'น่าประหลาดใจที่ขั้นตอนง่ายๆ นี้ช่วยให้สามารถทำนายอายุทางชีวภาพได้อย่างแม่นยำ ซึ่งใกล้เคียงกับขีดจำกัดความแม่นยำทางทฤษฎี สิ่งสำคัญที่สุดคือ นาฬิกาชรานี้ยังทำงานได้ในวัยสูง ซึ่งก่อนหน้านี้วัดได้ยาก เนื่องจากความแปรผันของการทำงานของยีนนั้นสูงเป็นพิเศษในขณะนั้น" เมเยอร์กล่าว

อายุ BiT ขึ้นอยู่กับทรานสคริปโตมที่แตกต่างกันประมาณ 1,000 รายการของ C. elegans ซึ่งทราบช่วงอายุได้อย่างแม่นยำ สิ่งมีชีวิตจำลอง เช่น ไส้เดือนฝอยให้มุมมองที่ควบคุมได้ของกระบวนการชรา ช่วยให้ค้นพบตัวบ่งชี้ทางชีวภาพได้ และศึกษาผลกระทบของอิทธิพลภายนอก เช่น รังสี UV หรือโภชนาการที่มีต่อการมีอายุยืนยาว

นาฬิกาการชราภาพแบบใหม่ช่วยให้นักวิจัยสามารถคาดการณ์ผลเชิงบวกและการต่อต้านวัยของยีนต่างๆ และปัจจัยภายนอกต่างๆ ในไส้เดือนฝอยได้อย่างแม่นยำตั้งแต่อายุยังน้อย นาฬิกาแห่งวัยยังแสดงให้เห็นว่ายีนของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันและการส่งสัญญาณในเซลล์ประสาทมีความสำคัญต่อกระบวนการชรา 'อายุ BiT ยังสามารถนำมาใช้ในการทำนายอายุของมนุษย์ได้อย่างรวดเร็วและมีความแม่นยำสูงมาก การวัดอายุทางชีวภาพเป็นสิ่งสำคัญในการพิจารณาอิทธิพลของสภาพแวดล้อม อาหาร หรือการบำบัดที่มีต่อกระบวนการชราและการพัฒนาของโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ นาฬิกาเรือนนี้จึงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างกว้างขวางในการวิจัยเรื่องอายุ เนื่องจากอายุ BiT ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของยีนล้วนๆ จึงสามารถนำไปใช้กับสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ได้" ชูมัคเกอร์อธิบาย

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน เซลล์แก่ชรา ในเดือนมีนาคม 2564



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า