Controlul pierdut asupra „genelor săltărețe” ar putea explica de ce câinii mari îmbătrânesc mai repede
În rândul mamiferelor, speciile mai mari trăiesc de obicei mai mult – de la câțiva ani la șoareci până la aproape 200 de ani la unele balene. În cadrul aceleiași specii, însă, relația se inversează adesea: indivizii mai mici trăiesc mai mult decât cei mari. Fenomenul este vizibil la câini, unde rasele de talie mare cresc mai repede și mor mai tinere decât cele mici.
Un studiu publicat în revista Science oferă prima explicație moleculară convingătoare a acestei diferențe. Cercetătorii au analizat date de la 864 de câini înscriși în Dog Aging Project și au cartografiat modelele de metilare a ADN-ului la nivelul întregului genom.
Metilarea ADN-ului face parte din epigenom și influențează cât de mult sunt activate sau dezactivate genele, fără a modifica secvența ADN-ului. Epigenomul răspunde și la factori de mediu, precum dieta sau stresul, iar metilarea ADN-ului este un indicator chimic bine stabilit al îmbătrânirii și al reglării ADN-ului.
Rezultatele arată că îmbătrânirea este asociată cu pierderea pe scară largă a acestor marcaje de reglare, în special în regiunile genomului cunoscute drept „gene săltărețe” sau elemente transpozabile. O clasă a acestora, numită LINE1, s-a dovedit a fi o componentă cheie a diferențelor de îmbătrânire biologică.
Elementele LINE1 se pot copia și insera în întregul genom, sărind de la un cromozom la altul și deteriorând ADN-ul în acest proces. Deși sunt ținute de obicei sub control prin metilarea ADN-ului, activitatea lor poate crește atunci când aceste marcaje de reglare se pierd – un proces asociat cu instabilitate genomică, cancer și alte boli legate de vârstă.
Studiul a constatat că peste 40% dintre regiunile asociate LINE1 din genom pierd metilare odată cu îmbătrânirea, ceea ce le face cea mai afectată clasă de elemente transpozabile. Această pierdere nu este distribuită uniform: rasele mari prezintă scăderi semnificativ mai rapide. În medie, rasele de talie gigantică au pierdut aproximativ 35% mai multă metilare LINE1 pe an decât rasele mici.
„Ceea ce am descoperit este că reglarea epigenetică a elementelor transpozabile – în special LINE1 – pare a fi un factor major care modelează cât de repede îmbătrânesc diferiți câini”, a declarat Noah Snyder-Mackler, autorul principal al studiului și profesor la Școala de Științe ale Vieții și Centrul pentru Evoluție și Medicină din cadrul Arizona State University.
Studiul a scos la iveală și diferențe neașteptate între femele (care au doi cromozomi X) și masculi (XY). Elementele LINE1 de pe cromozomul X s-au dovedit a fi mai metilate la masculi decât la femele, ceea ce sugerează că femelele ar putea avea o activitate mai ridicată a acestor elemente, influențând potențial modelele de îmbătrânire specifice sexului.
„Acesta a fost un rezultat neașteptat”, a declarat Brianah McCoy, care a co-condus cercetarea în timpul doctoratului său. „Contestă unele dintre presupunerile noastre despre modul în care este reglat cromozomul X și evidențiază complexitatea îmbătrânirii epigenetice.”
Autorii notează că sunt necesare mai multe cercetări pentru a stabili dacă activitatea LINE1 este o cauză sau o consecință a îmbătrânirii. Studiul oferă însă dovezi solide că modificările epigenetice din aceste regiuni genomice sunt o caracteristică a îmbătrânirii biologice și un potențial factor al variabilității sale.
