Universitetsprofessor Caleb Finch introducerede "Tripartite Phenotype of Aging" som en ny konceptuel model, der adresserer, hvorfor levetiden varierer så meget, selv blandt menneskelige identiske tvillinger, der deler de samme gener. Kun omkring 10 til 35 procent af levetiden kan spores til gener, der er arvet fra vores forældre, Finch nævnt.
Finch forfattede papiret, der introducerede modellen med en af hans tidligere kandidatstuderende, Amin Haghani, som modtog sin ph.d. i biologi for aldring fra USC Leonard Davis School i 2020 og nu er postdoktor ved UCLA. I artiklen, de foreslår, at den begrænsede arvelighed af ældningsmønstre og levetid hos mennesker er et resultat af gen-miljø-interaktioner, sammen med stokastisk, eller tilfældighed, variationer i kroppens celler. Disse tilfældige ændringer kan omfatte cellulære ændringer, der sker under udvikling, molekylær skade, der opstår senere i livet, og mere.
Vi ønskede at introducere et konceptuelt kort og en ny terminologi, der vil motivere til en mere omfattende forståelse af, hvilke begrænsninger genetiske determinanter ved aldring er, hvor vigtigt det er at overveje den genetiske variation i forhold til miljøet, og inkludere dette nye domæne af stokastiske variationer, som er meget anerkendt af forskellige felter. Det er ikke rigtig blevet sat i en formel kontekst, hvor hele pakken kan diskuteres, og det er, hvad jeg håber, at vores artikel opnår. "
Caleb Finch, ARCO/William F. Kieschnick Chair i Neurobiology of Aging ved USC Leonard Davis School
Den nye model er en naturlig forlængelse af ideen om eksponatet, som først blev foreslået af kræftepidemiolog Christopher Paul Wild i 2005 for at henlede opmærksomheden på behovet for flere data om livstidens eksponering for miljøkræftfremkaldende stoffer. Eksposomkonceptet illustrerer, hvordan eksterne faktorer, lige fra luftforurening og socioøkonomisk status til individuel kost og træningsmønstre, interagere med endogene, eller internt, faktorer som kroppens mikrobiom og fedtdepoter.
Eksposomet er nu en almindelig model, formørkelse af tidligere karakteriseringer af miljøfaktorer som påvirker risikoen "en efter en." Finch har tidligere udvidet eksposekonceptet med introduktionen af Alzheimers sygdom. Gero-eksposomet overvejer nu, hvordan gener og miljø interagerer over levetiden for at forme, hvordan vi ældes.
Den nye model illustrerer, at celle-for-celle variationer i genekspression, variationer, der opstår under udviklingen, tilfældige mutationer, og epigenetiske ændringer - at slå gener "fra" eller "til" - bør eksplicit overvejes bortset fra traditionel genetisk eller miljømæssig forskning vedrørende aldring, Sagde Finch. Mere detaljeret undersøgelse af disse tilfældighedsprocesser er blevet muliggjort af banebrydende forskningsteknikker, herunder undersøgelse af gentranskription inden for enkeltceller samt ChIP-sekventering, som kan illustrere, hvordan individuelle proteiner interagerer med DNA.
I avisen, Finch og Haghani diskuterede flere eksempler på, hvordan risici for aldersrelateret sygdom dårligt forudsiges af DNA alene, men er stærkt påvirket af miljøeksponering samt eksponeringstid og varighed, herunder under udvikling eller i løbet af årtier.
Et velkendt eksempel på et gen, der er forbundet med øget Alzheimers risiko, er ApoE-4; imidlertid, at have ApoE-4-genet betyder ikke endegyldigt, at nogen får Alzheimers. Undersøgelser hos både mus og mennesker afslørede, at ApoE-4 og klynger af beslægtede gener interagerer med eksponeringer såsom luftforurening eller cigaretrøg for at påvirke risikoen, og Alzheimers patienter viser også forskelle i deres epigenetik sammenlignet med personer uden sygdommen.
Han tilføjede, at ideen om miljøeksponering kan strække sig længere, end mange mennesker forventer. Sygdomseksponering tidligere i livet kan påvirke sundhedsrisici senere i livet - og på tværs af generationer.
"Det miljø, vi udsættes for, går tilbage til vores bedstemødre, fordi det æg, vi kom fra, var i vores mors æggestokke på tidspunktet for hendes fødsel, "forklarede han." Så det betyder, i mit tilfælde, fordi min bedstemor blev født i 1878, Jeg kan meget vel bære nogle spor af det 19. århundredes miljø, som omfattede meget større eksponering for infektionssygdomme, fordi der ikke var antibiotika. "
Finch sagde, at han håber på den mere omfattende model om, hvordan gener, miljø, og tilfældige variationer over tid interagerer for at påvirke aldring, og en ny diskussion om, hvad det hurtigt udviklende felt inden for præcisionsmedicin skal tage i betragtning for at fremme sund aldring.
"Jeg tror, at der vil være en meget større anerkendelse i forståelsen af individuelle aldersmønstre, "sagde han." Vi kan kun definere det op til et bestemt punkt ved at kende de genetiske risici; vi skal have en mere omfattende forståelse af livstidens eksponeringer, miljøer og livsstil for et individ for at få en bedre forståelse af genetisk risiko for bestemte sygdomme. "