Эпигенетические часы: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
Следующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Перевела разделы "введение" и "история открытия" из статьи Epigenetic clock
 
дополнение, раздел "Связь с причинами биологического старения"
Строка 1: Строка 1:
'''Эпигенетические часы''' – это совокупность [[Эпигенетика|эпигенетических меток ДНК]], позволяющая  определить биологический возраст ткани, клетки или органа. Наиболее известным примером эпигенетических часов являются часы Стива Ховарта, учитыващие 353 эпигенетических маркера человеческого генома<ref>{{Статья|автор=Steve Horvath|заглавие=DNA methylation age of human tissues and cell types|ссылка=https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115|издание=Genome Biology|год=2013-12-10|том=14|страницы=3156|issn=1474-760X|doi=10.1186/gb-2013-14-10-r115}}</ref><ref>{{Статья|автор=Steve Horvath|заглавие=Erratum to: DNA methylation age of human tissues and cell types|ссылка=https://doi.org/10.1186/s13059-015-0649-6|издание=Genome Biology|год=2015-05-13|том=16|страницы=96|issn=1465-6906|doi=10.1186/s13059-015-0649-6}}</ref><ref>{{Cite news|title=Scientist uncovers internal clock able to measure age of most human tissues; Women's breast tissue ages faster than rest of body|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131020203006.htm|work=ScienceDaily|accessdate=2017-11-30|language=en}}</ref>.
'''Эпигенетические часы''' – это совокупность [[Эпигенетика|эпигенетических меток ДНК]], позволяющая  определить биологический возраст ткани, клетки или органа. Наиболее известным примером эпигенетических часов являются часы Стива Ховарта, учитыващие 353 эпигенетических маркера человеческого генома<ref name=":0">{{Статья|автор=Steve Horvath|заглавие=DNA methylation age of human tissues and cell types|ссылка=https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115|издание=Genome Biology|год=2013-12-10|том=14|страницы=3156|issn=1474-760X|doi=10.1186/gb-2013-14-10-r115}}</ref><ref>{{Статья|автор=Steve Horvath|заглавие=Erratum to: DNA methylation age of human tissues and cell types|ссылка=https://doi.org/10.1186/s13059-015-0649-6|издание=Genome Biology|год=2015-05-13|том=16|страницы=96|issn=1465-6906|doi=10.1186/s13059-015-0649-6}}</ref><ref name=":1">{{Cite news|title=Scientist uncovers internal clock able to measure age of most human tissues; Women's breast tissue ages faster than rest of body|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131020203006.htm|work=ScienceDaily|accessdate=2017-11-30|language=en}}</ref>.


== История открытия ==
== История открытия ==
О значительном влиянии возраста на уровень метилирования ДНК было известно с 1960х годов<ref>{{Статья|автор=G. D. Berdyshev, G. K. Korotaev, G. V. Boiarskikh, B. F. Vaniushin|заглавие=[Nucleotide composition of DNA and RNA from somatic tissues of humpback and its changes during spawning]|ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5628601|издание=Biokhimiia (Moscow, Russia)|год=September 1967|том=32|выпуск=5|страницы=988–993|issn=0320-9725}}</ref>. Большое количество работ описывает наборы CpG-динуклеотидов, метилирование которых коррелирует с возрастом<ref>{{Статья|автор=Steve Horvath, Yafeng Zhang, Peter Langfelder, René S. Kahn, Marco PM Boks|заглавие=Aging effects on DNA methylation modules in human brain and blood tissue|ссылка=https://doi.org/10.1186/gb-2012-13-10-r97|издание=Genome Biology|год=2012-10-03|том=13|страницы=R97|issn=1474-760X|doi=10.1186/gb-2012-13-10-r97}}</ref><ref>{{Статья|автор=Vardhman K. Rakyan, Thomas A. Down, Siarhei Maslau, Toby Andrew, Tsun-Po Yang|заглавие=Human aging-associated DNA hypermethylation occurs preferentially at bivalent chromatin domains|ссылка=http://genome.cshlp.org/content/20/4/434|язык=en|издание=Genome Research|год=2010-04-01|том=20|выпуск=4|страницы=434–439|issn=1088-9051, 1549-5469|doi=10.1101/gr.103101.109}}</ref><ref>{{Статья|автор=Andrew E. Teschendorff, Usha Menon, Aleksandra Gentry-Maharaj, Susan J. Ramus, Daniel J. Weisenberger|заглавие=Age-dependent DNA methylation of genes that are suppressed in stem cells is a hallmark of cancer|ссылка=http://genome.cshlp.org/content/20/4/440|язык=en|издание=Genome Research|год=2010-04-01|том=20|выпуск=4|страницы=440–446|issn=1088-9051, 1549-5469|doi=10.1101/gr.103606.109}}</ref><ref>{{Статья|автор=Carmen M. Koch, Wolfgang Wagner|заглавие=Epigenetic-aging-signature to determine age in different tissues|ссылка=http://www.aging-us.com/article/100395|издание=Aging|том=3|выпуск=10|страницы=1018–1027|doi=10.18632/aging.100395}}</ref><ref>{{Статья|автор=Jordana T. Bell, Pei-Chien Tsai, Tsun-Po Yang, Ruth Pidsley, James Nisbet|заглавие=Epigenome-Wide Scans Identify Differentially Methylated Regions for Age and Age-Related Phenotypes in a Healthy Ageing Population|ссылка=http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1002629|издание=PLOS Genetics|год=2012-04-19|том=8|выпуск=4|страницы=e1002629|issn=1553-7404|doi=10.1371/journal.pgen.1002629}}</ref>. Несколько работ посвящено оценке биологического возраста по метилированию ДНК слюны или крови.
О значительном влиянии возраста на уровень [[Метилирование ДНК|метилирования ДНК]] было известно с 1960х годов<ref>{{Статья|автор=G. D. Berdyshev, G. K. Korotaev, G. V. Boiarskikh, B. F. Vaniushin|заглавие=[Nucleotide composition of DNA and RNA from somatic tissues of humpback and its changes during spawning]|ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5628601|издание=Biokhimiia (Moscow, Russia)|год=September 1967|том=32|выпуск=5|страницы=988–993|issn=0320-9725}}</ref>. Большое количество работ описывает наборы CpG-динуклеотидов, метилирование которых коррелирует с возрастом<ref>{{Статья|автор=Steve Horvath, Yafeng Zhang, Peter Langfelder, René S. Kahn, Marco PM Boks|заглавие=Aging effects on DNA methylation modules in human brain and blood tissue|ссылка=https://doi.org/10.1186/gb-2012-13-10-r97|издание=Genome Biology|год=2012-10-03|том=13|страницы=R97|issn=1474-760X|doi=10.1186/gb-2012-13-10-r97}}</ref><ref>{{Статья|автор=Vardhman K. Rakyan, Thomas A. Down, Siarhei Maslau, Toby Andrew, Tsun-Po Yang|заглавие=Human aging-associated DNA hypermethylation occurs preferentially at bivalent chromatin domains|ссылка=http://genome.cshlp.org/content/20/4/434|язык=en|издание=Genome Research|год=2010-04-01|том=20|выпуск=4|страницы=434–439|issn=1088-9051, 1549-5469|doi=10.1101/gr.103101.109}}</ref><ref>{{Статья|автор=Andrew E. Teschendorff, Usha Menon, Aleksandra Gentry-Maharaj, Susan J. Ramus, Daniel J. Weisenberger|заглавие=Age-dependent DNA methylation of genes that are suppressed in stem cells is a hallmark of cancer|ссылка=http://genome.cshlp.org/content/20/4/440|язык=en|издание=Genome Research|год=2010-04-01|том=20|выпуск=4|страницы=440–446|issn=1088-9051, 1549-5469|doi=10.1101/gr.103606.109}}</ref><ref>{{Статья|автор=Carmen M. Koch, Wolfgang Wagner|заглавие=Epigenetic-aging-signature to determine age in different tissues|ссылка=http://www.aging-us.com/article/100395|издание=Aging|том=3|выпуск=10|страницы=1018–1027|doi=10.18632/aging.100395}}</ref><ref>{{Статья|автор=Jordana T. Bell, Pei-Chien Tsai, Tsun-Po Yang, Ruth Pidsley, James Nisbet|заглавие=Epigenome-Wide Scans Identify Differentially Methylated Regions for Age and Age-Related Phenotypes in a Healthy Ageing Population|ссылка=http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1002629|издание=PLOS Genetics|год=2012-04-19|том=8|выпуск=4|страницы=e1002629|issn=1553-7404|doi=10.1371/journal.pgen.1002629}}</ref>. Несколько работ посвящено оценке биологического возраста по метилированию ДНК слюны<ref>{{Статья|автор=Sven Bocklandt, Wen Lin, Mary E. Sehl, Francisco J. Sánchez, Janet S. Sinsheimer|заглавие=Epigenetic Predictor of Age|ссылка=http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0014821|издание=PLOS ONE|год=2011-06-22|том=6|выпуск=6|страницы=e14821|issn=1932-6203|doi=10.1371/journal.pone.0014821}}</ref> или крови<ref>{{Статья|автор=Gregory Hannum, Justin Guinney, Ling Zhao, Li Zhang, Guy Hughes|заглавие=Genome-wide Methylation Profiles Reveal Quantitative Views of Human Aging Rates|ссылка=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276512008933|издание=Molecular Cell|том=49|выпуск=2|страницы=359–367|doi=10.1016/j.molcel.2012.10.016}}</ref>.


Эпигенетические часы Ховарта были разработаны Стивом Ховартом, профессором генетики человека и биостатистики в Калифорнийском университете в Лос-Анжелесе. Статья на данную тему была впервые опубликована 21 октября 2013 года в журнале Genome Biology. Ховарт более 4 лет собирал открытые данные по метилированию человеческой ДНК и определял подходящие статистические методы. История данного открытия была освещена в журнале Nature. При разработке часов использовались 8000 образцов из 82 наборов данных по метилированию ДНК, полученных на платформе [[Illumina]]. Главная инновационная особенность эпигенетических часов Ховарта – это их широкий спектр применимости. Они позволяют предсказывать возраст по метилированию набора из 353 CpG-динуклеотидов независимо от ткани, без каких-либо дополнительных корректировок. Данная особенность позволяет сравнивать биологический возраст разных тканей внутри одного организма, используя одни и те же часы старения.
Эпигенетические часы Ховарта были разработаны Стивом Ховартом, профессором генетики человека и биостатистики в Калифорнийском университете в Лос-Анжелесе. Статья на данную тему была впервые опубликована 21 октября 2013 года в журнале Genome Biology<ref name=":0" /><ref name=":1" />. Ховарт более 4 лет собирал открытые данные по метилированию человеческой ДНК и определял подходящие статистические методы. История данного открытия была освещена в журнале Nature<ref>{{Статья|автор=W. Wayt Gibbs|заглавие=Biomarkers and ageing: The clock-watcher|ссылка=http://www.nature.com/doifinder/10.1038/508168a|язык=en|издание=Nature|год=2014-04-10|том=508|выпуск=7495|страницы=168–170|doi=10.1038/508168a}}</ref>. При разработке часов использовались 8000 образцов из 82 наборов данных по метилированию ДНК, полученных на платформе [[Illumina]]. Главная инновационная особенность эпигенетических часов Ховарта – это их широкий спектр применимости. Они позволяют предсказывать возраст по метилированию набора из 353 CpG-динуклеотидов независимо от ткани, без каких-либо дополнительных корректировок<ref name=":0" />. Данная особенность позволяет сравнивать биологический возраст разных тканей внутри одного организма, используя одни и те же часы старения.

== Связь с причинами биологического старения ==
До конца не ясно, что именно измеряется эпигенетическими часами. Гипотеза профессора Ховарта заключалась в том, что получаемый по результатам расчетов возраст отражает суммарный эффект от систем введения эпигенетических модификаций организма. Возраст, рассчитываемый по метилированию ДНК, предсказывает смертность от всех причин в пожилом возрасте<ref>{{Статья|автор=Brian H. Chen, Riccardo E. Marioni, Elena Colicino, Marjolein J. Peters, Cavin K. Ward-Caviness|заглавие=DNA methylation-based measures of biological age: meta-analysis predicting time to death|ссылка=http://www.aging-us.com/article/101020|издание=Aging|том=8|выпуск=9|страницы=1844–1865|doi=10.18632/aging.101020}}</ref><ref>{{Статья|автор=Riccardo E. Marioni, Sonia Shah, Allan F. McRae, Brian H. Chen, Elena Colicino|заглавие=DNA methylation age of blood predicts all-cause mortality in later life|ссылка=https://doi.org/10.1186/s13059-015-0584-6|издание=Genome Biology|год=2015-01-30|том=16|страницы=25|issn=1465-6906|doi=10.1186/s13059-015-0584-6}}</ref>, что позволяет предположить наличие связи между метилированием и причиной старения людей. Однако, маловероятно, что используемые в методе 353 CpG-пары непосредственно играют роль в процессе старения. Более вероятно, что эпигенетические часы детектируют системный эффект от эпигенома.

== Ссылки ==

Версия от 12:01, 30 ноября 2017

Эпигенетические часы – это совокупность эпигенетических меток ДНК, позволяющая  определить биологический возраст ткани, клетки или органа. Наиболее известным примером эпигенетических часов являются часы Стива Ховарта, учитыващие 353 эпигенетических маркера человеческого генома[1][2][3].

История открытия

О значительном влиянии возраста на уровень метилирования ДНК было известно с 1960х годов[4]. Большое количество работ описывает наборы CpG-динуклеотидов, метилирование которых коррелирует с возрастом[5][6][7][8][9]. Несколько работ посвящено оценке биологического возраста по метилированию ДНК слюны[10] или крови[11].

Эпигенетические часы Ховарта были разработаны Стивом Ховартом, профессором генетики человека и биостатистики в Калифорнийском университете в Лос-Анжелесе. Статья на данную тему была впервые опубликована 21 октября 2013 года в журнале Genome Biology[1][3]. Ховарт более 4 лет собирал открытые данные по метилированию человеческой ДНК и определял подходящие статистические методы. История данного открытия была освещена в журнале Nature[12]. При разработке часов использовались 8000 образцов из 82 наборов данных по метилированию ДНК, полученных на платформе Illumina. Главная инновационная особенность эпигенетических часов Ховарта – это их широкий спектр применимости. Они позволяют предсказывать возраст по метилированию набора из 353 CpG-динуклеотидов независимо от ткани, без каких-либо дополнительных корректировок[1]. Данная особенность позволяет сравнивать биологический возраст разных тканей внутри одного организма, используя одни и те же часы старения.

Связь с причинами биологического старения

До конца не ясно, что именно измеряется эпигенетическими часами. Гипотеза профессора Ховарта заключалась в том, что получаемый по результатам расчетов возраст отражает суммарный эффект от систем введения эпигенетических модификаций организма. Возраст, рассчитываемый по метилированию ДНК, предсказывает смертность от всех причин в пожилом возрасте[13][14], что позволяет предположить наличие связи между метилированием и причиной старения людей. Однако, маловероятно, что используемые в методе 353 CpG-пары непосредственно играют роль в процессе старения. Более вероятно, что эпигенетические часы детектируют системный эффект от эпигенома.

Ссылки

  1. ↑ 1 2 3 Steve Horvath. DNA methylation age of human tissues and cell types // Genome Biology. — 2013-12-10. — Т. 14. — С. 3156. — ISSN 1474-760X. — doi:10.1186/gb-2013-14-10-r115.
  2. ↑ Steve Horvath. Erratum to: DNA methylation age of human tissues and cell types // Genome Biology. — 2015-05-13. — Т. 16. — С. 96. — ISSN 1465-6906. — doi:10.1186/s13059-015-0649-6.
  3. ↑ 1 2 "Scientist uncovers internal clock able to measure age of most human tissues; Women's breast tissue ages faster than rest of body". ScienceDaily (англ.). Дата обращения: 30 ноября 2017.
  4. ↑ G. D. Berdyshev, G. K. Korotaev, G. V. Boiarskikh, B. F. Vaniushin. [Nucleotide composition of DNA and RNA from somatic tissues of humpback and its changes during spawning] // Biokhimiia (Moscow, Russia). — September 1967. — Т. 32, вып. 5. — С. 988–993. — ISSN 0320-9725.
  5. ↑ Steve Horvath, Yafeng Zhang, Peter Langfelder, René S. Kahn, Marco PM Boks. Aging effects on DNA methylation modules in human brain and blood tissue // Genome Biology. — 2012-10-03. — Т. 13. — С. R97. — ISSN 1474-760X. — doi:10.1186/gb-2012-13-10-r97.
  6. ↑ Vardhman K. Rakyan, Thomas A. Down, Siarhei Maslau, Toby Andrew, Tsun-Po Yang. Human aging-associated DNA hypermethylation occurs preferentially at bivalent chromatin domains (англ.) // Genome Research. — 2010-04-01. — Vol. 20, iss. 4. — P. 434–439. — ISSN 1549-5469 1088-9051, 1549-5469. — doi:10.1101/gr.103101.109.
  7. ↑ Andrew E. Teschendorff, Usha Menon, Aleksandra Gentry-Maharaj, Susan J. Ramus, Daniel J. Weisenberger. Age-dependent DNA methylation of genes that are suppressed in stem cells is a hallmark of cancer (англ.) // Genome Research. — 2010-04-01. — Vol. 20, iss. 4. — P. 440–446. — ISSN 1549-5469 1088-9051, 1549-5469. — doi:10.1101/gr.103606.109.
  8. ↑ Carmen M. Koch, Wolfgang Wagner. Epigenetic-aging-signature to determine age in different tissues // Aging. — Т. 3, вып. 10. — С. 1018–1027. — doi:10.18632/aging.100395.
  9. ↑ Jordana T. Bell, Pei-Chien Tsai, Tsun-Po Yang, Ruth Pidsley, James Nisbet. Epigenome-Wide Scans Identify Differentially Methylated Regions for Age and Age-Related Phenotypes in a Healthy Ageing Population // PLOS Genetics. — 2012-04-19. — Т. 8, вып. 4. — С. e1002629. — ISSN 1553-7404. — doi:10.1371/journal.pgen.1002629.
  10. ↑ Sven Bocklandt, Wen Lin, Mary E. Sehl, Francisco J. Sánchez, Janet S. Sinsheimer. Epigenetic Predictor of Age // PLOS ONE. — 2011-06-22. — Т. 6, вып. 6. — С. e14821. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0014821.
  11. ↑ Gregory Hannum, Justin Guinney, Ling Zhao, Li Zhang, Guy Hughes. Genome-wide Methylation Profiles Reveal Quantitative Views of Human Aging Rates // Molecular Cell. — Т. 49, вып. 2. — С. 359–367. — doi:10.1016/j.molcel.2012.10.016.
  12. ↑ W. Wayt Gibbs. Biomarkers and ageing: The clock-watcher (англ.) // Nature. — 2014-04-10. — Vol. 508, iss. 7495. — P. 168–170. — doi:10.1038/508168a.
  13. ↑ Brian H. Chen, Riccardo E. Marioni, Elena Colicino, Marjolein J. Peters, Cavin K. Ward-Caviness. DNA methylation-based measures of biological age: meta-analysis predicting time to death // Aging. — Т. 8, вып. 9. — С. 1844–1865. — doi:10.18632/aging.101020.
  14. ↑ Riccardo E. Marioni, Sonia Shah, Allan F. McRae, Brian H. Chen, Elena Colicino. DNA methylation age of blood predicts all-cause mortality in later life // Genome Biology. — 2015-01-30. — Т. 16. — С. 25. — ISSN 1465-6906. — doi:10.1186/s13059-015-0584-6.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Эпигенетические_часы&oldid=89344672