Проучване показва, че биологичната възраст на миши и човешки ембриони се нулира по време на развитието им.

С напредването на възрастта всички наши клетки също остаряват, като с течение на времето се натрупват увреждания. Но защо потомството ни не наследява тези промени - което на практика състарява детето още преди раждането му - е загадка.

"Когато се родим, не наследяваме възрастта на родителите си", отбелязва Юкико Ямашита (Yukiko Yamashita), биолог от Масачузетския технологичен институт, която изучава безсмъртието на зародишните клетки като яйцеклетки или сперматозоиди. "По някаква причина започваме от нулата."

Някога експертите смятат, че зародишните клетки може да са безсмъртни - по някакъв начин защитени от хода на времето. Но изследванията показват признаци на стареене в яйцеклетките и сперматозоидите, което опровергава тази идея. Затова изследователите изказват хипотезата, че вместо това зародишните клетки могат да нулират възрастта си след зачеването, възстановявайки всички увреждания.

В новото изследване учените описват доказателства, които подкрепят тази хипотеза за подмладяване. Както мишите, така и човешките зародишни клетки изглежда възстановяват биологичната си възраст в ранните етапи от развитието на ембриона. Периодът на подмладяване, който настъпва, след като ембрионът се прикрепи към матката, определя най-младата биологична възраст на растящия ембрион, наречена "нулева", съобщават изследователите в Science Advances.

Ако се разбере как зародишните клетки обръщат посоката на стареенето, може да помогне на изследователите да разработят лечения за свързани с възрастта заболявания, като артрит или Паркинсон, коментира Виторио Себастиано (Vittorio Sebastiano), специалист по биология в Медицинския факултет на Станфордския университет, който не е участвал в работата. При такива заболявания определени клетки могат да станат нефункционални поради увреждане. Възстановяването на възрастта на тези клетки би могло да ги предпази от причиняване на проблеми.

Възможно е този период на подмладяване "да бъде използван и използван по някакъв начин, за да се опитаме да стимулираме подобни процеси на подмладяване в нормалните клетки", обяснява Себастиано.

Вадим Гладишев (Vadim Gladyshev), биохимик и генетик, изучаващ стареенето в Harvard Medical School и Brigham and Women's Hospital в Бостън, и неговите колеги използват молекулярни часовници, за да предскажат приблизителната възраст на миши ембриони в ранните етапи на развитие. Часовниците измерват епигенетичните промени - химически маркери върху ДНК, които могат да се натрупат с остаряването на клетките или под въздействието на замърсяване. Такива маркери могат да променят активността на даден ген, но не и информацията, която той съдържа.

Учените са изследвали биологичната възраст на ембрионите, която се отнася до функцията и здравето на клетките, за разлика от хронологичната възраст, която отбелязва времето в години. Проследявайки епигенетичните промени, екипът установява, че възрастта на мишите ембриони остава постоянна по време на първите етапи на клетъчно делене непосредствено след оплождането. Но на около 6,5-7,5 дни от развитието, след като ембрионът се прикрепи към матката, средната биологична възраст на ембрионите спада - знак, че клетките преминават през някакъв вид подмладяване. Според изследователите нулевата възраст на мишия ембрион може да е някъде между 4,5 и 10,5 дни след оплождането. В някакъв момент от развитието, макар че точният момент все още не е ясен, биологичната възраст на мишите ембриони започва да се покачва.

Изследването на човешки ембриони в най-ранните етапи на развитие е забранено, така че подобни данни за хората не са достъпни, разказва Гладишев. Но някои човешки ембриони, които са били малко по-напред в развитието си от ембрионите на мишки, не са остарели веднага, което е намек, че подобен процес се случва и при хората.

Изследването е първа стъпка и "поставя повече въпроси, отколкото отговори", отбелязва Себастиано, "което е чудесно". Някои от тези въпроси: Какъв механизъм подтиква клетките да нулират възрастта си? Има ли специфични гени, които управляват този процес? Дали всички живи същества се подмладяват по този начин?

Все пак има причина да бъдем предпазливи при тълкуването на резултатите, подчертава Ямашита, който не е участвал в изследването. Възможно е епигенетичните промени да са само част от историята, така че разчитането единствено на тях може да доведе до погрешни изчисления. Други фактори, свързани с биологичната възраст на клетката, включват например това дали клетката има множество копия на определени гени. В резултат на това часовниците, които измерват епигенетичните промени, може да не определят точната "нулева точка" за зародишните клетки. Бъдещата работа може да разкрие други явления, които помагат за измерване на възрастта на клетките, смята Ямашита.

Справка: C. Kerepesi et al. Epigenetic clocks reveal a rejuvenation event during embryogenesis followed by aging. Science Advances. Published online June 25, 2021. doi: 10.1126/sciadv.abg6082.

Източник: Embryos appear to reverse their biological clock early in development, Science News

Още по темата

08/02/2023

Медицина

Стареещият епигеном и как да го подмладим

19/04/2022

Медицина

Как кожата се защитава от бъдещи увреждания: Как космите лекуват рани като използват епигенетичната си памет

08/04/2022

Медицина

С 30 години по-млади клетки на кожата след препрограмиране

04/04/2022

Животът

Най-сетне човешкият геном е декодиран напълно. Какво ново?