Zufällige zelluläre Veränderungen spielen eine wichtige Rolle für die Langlebigkeit über Genetik und Umwelt hinaus

Ein neues Alterungsmodell berücksichtigt nicht nur die Genetik und Umwelteinflüsse, sondern auch die winzigen Veränderungen, die zufällig auf zellulärer Ebene auftreten.

Universitätsprofessor Caleb Finch stellte den "Tripartite Phänotype of Ageing" als neues konzeptionelles Modell vor, das sich mit der Frage befasst, warum die Lebensdauer so stark variiert. sogar unter menschlichen eineiigen Zwillingen, die die gleichen Gene teilen. Nur etwa 10 bis 35 Prozent der Langlebigkeit können auf Gene zurückgeführt werden, die von unseren Eltern geerbt wurden. Fink erwähnt.

Finch verfasste den Artikel, der das Modell mit einem seiner ehemaligen Doktoranden vorstellte. Amin Haghani, der 2020 an der USC Leonard Davis School in Biologie des Alterns promovierte und heute Postdoktorand an der UCLA ist. Im Artikel, sie schlagen vor, dass die begrenzte Vererbbarkeit von Alterungsmustern und Langlebigkeit beim Menschen ein Ergebnis von Gen-Umwelt-Interaktionen ist, zusammen mit stochastischen, oder Zufall, Variationen in den Körperzellen. Diese zufälligen Veränderungen können zelluläre Veränderungen umfassen, die während der Entwicklung auftreten, molekularer Schaden, der später im Leben auftritt, und mehr.

Wir wollten eine konzeptionelle Landkarte und einige neue Terminologien einführen, die ein umfassenderes Verständnis der Grenzen genetischer Determinanten des Alterns ermöglichen. wie wichtig es ist, die genetische Varianz in Bezug auf die Umwelt zu berücksichtigen, und diese neue Domäne der stochastischen Variationen einbeziehen, die von verschiedenen Bereichen sehr gut erkannt wird. Es wurde nicht wirklich in einen formalen Kontext gestellt, in dem das Gesamtpaket diskutiert werden kann, und das ist es, was ich mit unserem Artikel hoffe."

Kaleb Fink, ARCO/William F. Kieschnick Lehrstuhl für Neurobiologie des Alterns an der USC Leonard Davis School

Erweiterung des Exposoms

Das neue Modell ist eine natürliche Erweiterung der Idee des Exposoms, die erstmals 2005 vom Krebsepidemiologen Christopher Paul Wild vorgeschlagen wurde, um auf die Notwendigkeit von mehr Daten über die lebenslange Exposition gegenüber Umweltkarzinogenen aufmerksam zu machen. Das Exposom-Konzept veranschaulicht, wie externe Faktoren, von Luftverschmutzung und sozioökonomischem Status bis hin zu individuellen Ernährungs- und Bewegungsmustern, interagieren mit endogenen, oder intern, Faktoren wie das Mikrobiom des Körpers und Fettdepots.

Das Exposom ist jetzt ein Mainstream-Modell, bisherige Charakterisierungen von Umweltfaktoren als risikobeeinflussend "nacheinander" in den Schatten gestellt. Finch hat das Exposom-Konzept bereits mit der Einführung des Alzheimer-Exposoms erweitert. Das Gero-Exposom berücksichtigt nun, wie Gene und die Umwelt über die Lebensspanne interagieren, um unser Altern zu formen.

Das neue Modell veranschaulicht, dass zellweise Variationen in der Genexpression, während der Entwicklung auftretende Abweichungen, zufällige Mutationen, und epigenetische Veränderungen - das "Aus"- oder "Einschalten" von Genen - sollten explizit abseits der traditionellen Gen- oder Umweltforschung zum Altern betrachtet werden, sagte Finke. Eine detailliertere Untersuchung dieser Zufallsprozesse wurde durch modernste Forschungstechniken ermöglicht, einschließlich der Untersuchung der Gentranskription innerhalb einzelner Zellen sowie der ChIP-Sequenzierung, die veranschaulichen kann, wie einzelne Proteine ​​mit DNA interagieren.

Auswirkungen des Zufalls auf die Gesundheit

In der Zeitung, Finch und Haghani diskutierten mehrere Beispiele dafür, wie Risiken altersbedingter Erkrankungen nur durch die DNA schlecht vorhergesagt werden, aber stark von Umweltexpositionen sowie der Zeit und Dauer der Exposition beeinflusst werden. auch während der Entwicklung oder über Jahrzehnte hinweg.

Ein bekanntes Beispiel für ein Gen, das mit einem erhöhten Alzheimer-Risiko verbunden ist, ist ApoE-4; jedoch, Das ApoE-4-Gen zu haben bedeutet nicht definitiv, dass jemand Alzheimer bekommt. Studien an Mäusen und Menschen zeigten, dass ApoE-4 und Cluster verwandter Gene mit Expositionen wie Luftverschmutzung oder Zigarettenrauch interagieren, um das Risiko zu beeinflussen. und Alzheimer-Patienten zeigen auch Unterschiede in ihrer Epigenetik im Vergleich zu Individuen ohne die Krankheit.

Er fügte hinzu, dass die Idee der Umweltbelastung weiter reichen kann, als viele Menschen erwarten. Eine frühere Krankheitsbelastung kann sich im späteren Leben auf Gesundheitsrisiken auswirken – und das über Generationen hinweg.

„Die Umgebung, der wir ausgesetzt sind, geht auf unsere Großmütter zurück, weil sich das Ei, aus dem wir kamen, zum Zeitpunkt ihrer Geburt in den Eierstöcken unserer Mutter befand. “ erklärte er. „Das heißt also, in meinem Fall, weil meine Großmutter 1878 geboren wurde, Ich könnte sehr wohl einige Spuren der Umgebung des 19. was eine viel größere Exposition gegenüber Infektionskrankheiten beinhaltete, weil es keine Antibiotika gab."

Finch sagte, er hoffe auf ein umfassenderes Modell, wie Gene, Umgebung, und zufällige Variationen im Laufe der Zeit interagieren, um das Altern zu beeinflussen, führen zu einer neuen Diskussion darüber, was das sich schnell entwickelnde Gebiet der Präzisionsmedizin berücksichtigen muss, um ein gesundes Altern zu fördern.

"Ich denke, dass es eine viel größere Anerkennung geben wird, individuelle Alterungsmuster zu verstehen, " sagte er. "Wir können es nur bis zu einem gewissen Punkt definieren, wenn wir die genetischen Risiken kennen; wir müssen ein umfassenderes Verständnis der lebenslangen Expositionen haben, Umgebungen und Lebensstile eines Individuums, um ein besseres Verständnis des genetischen Risikos für bestimmte Krankheiten zu erlangen."

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