Новый метод точного измерения ключевого маркера биологического старения

Теломеры — защитные колпачки на концах хромосом, предохраняющие генетический материал от износа, — со временем укорачиваются и изнашиваются. Образ жизни, диета и стресс могут ускорить этот процесс, приводя к ранней потере теломерной защиты и повышая риск преждевременного старения и заболеваний, таких как рак и болезни сердца.

До сих пор методы измерения биологического возраста на основе длины теломер были ограничены: они могли определить лишь среднюю длину теломер в пуле фрагментов ДНК, либо были трудоемкими и требовали высококвалифицированных специалистов. Возможность точно и эффективно измерять длину теломер отдельного человека открывает двери для разработки вмешательств в образ жизни, замедляющих старение и предотвращающих болезни.

В журнале Nature Communications ученые Медицинской школы Duke-NUS, Национального кардиологического центра Сингапура (NHCS) и их коллеги из Сингапура, Китая и США представили способ быстрого и точного измерения длины отдельной теломеры.

Старший автор исследования, доцент Ли Шан из программы по изучению рака и стволовых клеток Duke-NUS, пояснил: «Мы применили новый подход, использующий последовательности ДНК — мы называем их «телемерными приманками» (telobaits), — чтобы зацепиться за концы теломер в больших пулах фрагментов ДНК, подобно рыбалке в пруду. Затем, с помощью специфических ферментов, похожих на ножницы, мы вырезаем теломеры из этих пулов.

Используя технологию высокопроизводительного генетического секвенирования, мы смогли прочитать «буквы» ДНК, составляющие каждую отдельную теломеру, что позволило нам очень точно измерить их длину».

Команда успешно подтвердила работоспособность этого метода, протестировав его на клеточных линиях человека и клетках пациентов. Интересно, что результаты секвенирования показали, что генетические последовательности в определенных частях теломер, известные как теломерные вариантные последовательности, уникальны для каждого отдельного человека.

«Исходя из этого открытия, одним из будущих направлений наших исследований является возможное использование теломерных вариантных последовательностей в качестве средства биологической идентификации, что потенциально может быть полезно для расширения области судебной медицины», — отметил доцент Ли.

Команда полагает, что этот новый подход можно использовать в качестве прогностического биомаркера старения и заболеваний человека на индивидуальном уровне, а также для популяционных исследований влияния образа жизни, диеты и окружающей среды на здоровье человека.

Старший соавтор исследования, доцент Анджела Ко, старший консультант отделения кардиологии NHCS, отметила: «Этот метод измерения длины теломер является важным достижением в области исследований старения. С клинической точки зрения мы рассматриваем его как очень перспективный метод для понимания клинических заболеваний, связанных со старением, таких как сердечно-сосудистые заболевания.

Наше партнерство символизирует то, чего могут достичь клиницисты и биомедицинские ученые, чтобы превратить сложные лабораторные методы в более простые, количественные методы, которые в будущем могут использоваться в более широких клинических лабораториях».