Didelių šunų DNR sensta sparčiau: tyrėjai aptiko skirtumą „šokinėjančių genų“ srityse

„Science“ tyrimas susiejo šuns dydį su molekulinio senėjimo greičiu

Didelių veislių šunys paprastai gyvena trumpiau už mažus. Spalio 8 d. žurnale „Science“ paskelbtas tyrimas parodė, kad skirtumas matomas ir jų DNR žymose: didesnių šunų organizme kai kurie su amžiumi susiję epigenetiniai pokyčiai vyksta sparčiau.

Mokslininkai ištyrė 1 640 DNR metilinimo profilių, gautų iš 894 šunų, dalyvaujančių ilgalaikiame projekte „Dog Aging Project“. Jie sudarė epigenetinį laikrodį – modelį, kuris pagal chemines DNR žymas vertina molekulinio senėjimo požymius. Tyrime spartesni pokyčiai buvo susiję su didesniu šuns kūnu; skirtumų nustatyta ir lyginant patinus su patelėmis.

Analizė taip pat parodė, kad epigenetiniai pokyčiai sparčiausi ankstyvuoju šuns gyvenimo laikotarpiu. Tai papildo įprastą vaizdą, gaunamą skaičiuojant vien metus nuo gimimo. Vienodo kalendorinio amžiaus šunų tirtos DNR žymos gali skirtis.

Epigenetinis laikrodis vertino DNR žymas kraujo ląstelėse

DNR metilinimas – tai cheminių žymų išsidėstymas ant DNR. Jos nekeičia pačios genetinės sekos, tačiau dalyvauja reguliuojant genų veiklą. Šių žymų išsidėstymas kinta šuniui augant ir senstant, todėl tyrėjai galėjo palyginti skirtingo dydžio bei amžiaus gyvūnus.

Tyrimui naudoti kraujo mėginiai leido nagrinėti imuninių ląstelių epigenetinius požymius. Mokslininkai analizavo milijonus DNR vietų ir šiuos duomenis derino su informacija apie šunų amžių, dydį bei sveikatą. Iš metilinimo duomenų sudarytas laikrodis buvo susijęs ir su mirtingumo rizika: šunys, kurių epigenetinis amžius viršijo pagal gyvenimo metus tikėtiną lygį, turėjo didesnę mirties riziką.

Tyrimo galutinėje publikacijoje nurodyti 894 šunys. Ankstesniuose tos pačios tyrėjų grupės darbuose ir vienoje universiteto parengtoje naujienoje minimi 864 gyvūnai, todėl skaičiai skirtinguose pasakojimuose apie tyrimą nesutampa. Čia naudojama galutinėje „Science“ publikacijoje pateikta imtis.

Didžiųjų veislių šunims greičiau mažėjo LINE1 DNR žymų

Ryškiausias su šuns dydžiu susijęs skirtumas aptiktas DNR srityse, vadinamose transpozonais. Tai genetiniai elementai, kurių kopijos gali atsirasti kitose genomo vietose; dėl to jie dažnai vadinami „šokinėjančiais genais“. Viena jų grupė, LINE1, paprastai yra reguliuojama ir DNR metilinimo žymomis.

Tyrėjų duomenimis, daugiau kaip 40 proc. tirtų su LINE1 susijusių DNR sričių metilinimas senstant mažėjo. Milžiniškų veislių šunų LINE1 žymų netekimo metinis tempas vidutiniškai buvo apie 35 proc. didesnis negu mažų veislių. Šis skaičius apibūdina konkrečių DNR žymų pokyčio greitį – jis nereiškia, kad dideli šunys apskritai sensta 35 proc. greičiau ar gyvena 35 proc. trumpiau.

Mažėjant metilinimui, LINE1 elementų reguliavimas gali keistis. Vis dėlto iš šių duomenų dar negalima nustatyti, ar pakitęs jų aktyvumas skatina senėjimą, ar yra vienas iš senėjimo padarinių. Tyrimo autoriai LINE1 laiko galimu mechanizmu, padedančiu aiškinti ryšį tarp kūno dydžio ir gyvenimo trukmės, o ne nustatyta vienintele šio ryšio priežastimi.

Patinų ir patelių skirtumai išryškėjo kitose DNR vietose

Mokslininkai nustatė, kad patinų epigenetinio senėjimo rodikliai taip pat buvo aukštesni. Tačiau su lytimi susiję pokyčiai telkėsi daugiausia X chromosomoje, o su kūno dydžiu susiję skirtumai buvo ypač ryškūs transpozonų srityse. Vadinasi, abu tyrime pastebėti ryšiai turėjo skirtingus epigenetinius požymius.

Senesni gyvenimo trukmės duomenys suteikia šiam radiniui platesnį kontekstą. 2024 m. paskelbtame Jungtinės Karalystės tyrime buvo analizuoti daugiau kaip 584 tūkst. šunų duomenys, vertinant gyvenimo trukmės skirtumus pagal veislę, kūno dydį, lytį ir snukio formą. Naujoji DNR analizė nagrinėja galimus biologinius procesus, kurie gali būti susiję su anksčiau užfiksuotais gyvenimo trukmės skirtumais.

Kūno dydis nėra individualaus šuns gyvenimo trukmės prognozė. Net tos pačios veislės gyvūnų sveikata ir gyvenimo sąlygos skiriasi, o naujasis tyrimas analizavo molekulinių požymių ryšius visoje tiriamųjų grupėje. Jo rezultatai nepasako, kiek metų gyvens konkretus augintinis.

Toliau bus tiriama, kas keičia šunų epigenetinį amžių

Vienas tyrimo vadovų Noah Snyder-Mackleris nurodė, kad dabartiniai duomenys paaiškina tik dalį šunų epigenetinio amžiaus skirtumų. Tyrėjai ketina nagrinėti, kaip šiuos rodiklius veikia gyvūnų gyvenamoji aplinka ir patirtys. Ilgalaikis „Dog Aging Project“ suteikia galimybę molekulinius duomenis lyginti su vėlesniais šunų sveikatos duomenimis.

Šunys šiam darbui pasirinkti ir dėl didelio dydžio bei gyvenimo trukmės skirtumo vienos rūšies viduje. Be to, daugelis jų gyvena kartu su žmonėmis, o šeimininkai registruoja informaciją apie priežiūrą ir sveikatą. Tyrimo autoriai tikisi, kad toks duomenų derinys padės tiksliau nagrinėti, kaip senėjimas susijęs su ligomis.

Kol kas išvados susijusios su stebėtais DNR žymų pokyčiais ir jų ryšiu su amžiumi, dydžiu bei mirtingumu. Tyrimas nepateikia gydymo, kuris sulėtintų didelių šunų senėjimą. Kitas mokslininkų uždavinys – patikrinti, kokį vaidmenį LINE1 elementai iš tiesų atlieka šiame procese.