Ученым давно известно, что повреждения ДНК в течение жизни происходят постоянно, но у организма есть механизмы восстановления, препятствующие накоплению вредных мутаций. Со временем эти механизмы становятся менее эффективными, поэтому, например, пожилые родители, как правило, передают через зародышевую линию — яйцеклетку и сперму — своему потомству больше генетических мутаций.
Американские биологи из Университета Юты и Луисвиллского университета предположили, что скорость, с которой человек приобретает мутации ДНК может служить биомаркером старения и по ней можно предсказывать продолжительность жизни даже у молодых, а также — фертильности у женщин.
Основой для изучения стал банк данных Центра по изучению человеческого полиморфизма (СЕРН) — международного научно-исследовательского генетического института в Париже, играющего ключевую роль во многих крупных исследованиях, способствующих современному пониманию генетики человека.
В выборку попала 41 семья, состоящая из трех поколений. Авторы проанализировали последовательности ДНК крови в тройках из 61 пары бабушек и дедушек из первого поколения и одного из их детей.
Исследователи сравнили мутации, обнаруженные в ДНК крови представителей обоих поколений и таким образом смогли определить, количество мутаций, которые каждый из родителей накопил в яйцеклетке или сперме на момент зачатия ребенка, а также рассчитали для второго поколения количество накопленных при жизни новых мутаций и скорость их накопления.
Так как это исследование ретроспективное, ученые имели возможность сопоставить продолжительность жизни с количеством накопленных мутаций не только для старшего, но и для среднего поколения.
Выяснилось, что молодые люди, которые приобрели меньше мутаций от своих родителей и с меньшей скоростью накапливали их при жизни, жили примерно на пять лет дольше, чем те, у кого темп прироста мутаций был выше. Эта разница сравнима с последствиями курения или недостатка физической активности.
"Таким образом, по сравнению с 32-летним мужчиной с 75 мутациями, мы ожидаем, что 40-летний мужчина с таким же количеством мутаций будет стареть медленнее и проживет дольше", — приводятся в пресс-релизе Университета Юты слова одного из двух руководителей исследования, профессора генетики человека, доктора Ричарда Каутона (Richard Cawthon).
"Если результаты подтвердятся другими независимыми исследованиями, это будет иметь колоссальные последствия, — говорит второй руководитель, доктор Линн Джорд (Lynn Jorde). — Это означает, что мы могли бы найти способы исправить себя и жить дольше".
Ученые также обнаружили, что скорость накопления мутаций увеличивается во время или вскоре после полового созревания — это говорит о том, что старение организма начинается уже в подростковом возрасте.
Авторы отмечают и связь скорости накопления мутаций с фертильностью у женщин. Женщины с самыми высокими показателями мутаций имели значительно меньше живорождений и переставали рожать еще в молодом возрасте.
"Возможность определить, когда начинается старение, как долго женщины могут оставаться фертильными и как долго люди могут прожить, — это потрясающая возможность, — подчеркивает доктор Каутон. — Если мы сможем понять, как биология развития влияет на частоту мутаций в период полового созревания, мы сможем разработать медицинские вмешательства для восстановления репарации ДНК и других гомеостатических механизмов до того состояния, которое было до полового созревания".
Авторы отмечают, что это первое исследование подобного рода, и надеются, что полученные ими результаты помогут разработать меры по борьбе со старением.