Доступ к генетическим данным: различные стратегии

Авторы статьи в PNAS исследовали, как влияют на здоровье неприятные люди (hasslers) — индивиды из ближнего круга общения, которые создают проблемы или усложняют жизнь. Согласно их данным, такие люди токсичны в прямом смысле — они наносят измеримый вред здоровью тех, кто вынужден их терпеть.

В исследовании участвовало более 2000 жителей штата Индиана. Люди, которые «часто досаждают и осложняют жизнь», имелись в кругу общения примерно у трети. Чаще среднего о подобных контактах сообщали женщины, курильщики, люди с более слабым здоровьем и те, кто пережил неблагоприятные события в детстве.

Для измерения биологического возраста и темпов старения у участников брали образцы слюны и анализировали паттерны метилирования с помощью эпигенетических часов старения, таких как DunedinPACE и учитывающие ускоренное старение GrimAge2. Анализ показал, что каждый дополнительный неприятный человек связан с более быстрым биологическим старением (в среднем 1,5%-ное повышение скорости старения, увеличение биологического возраста примерно на 9 месяцев). Если это член семьи, эффект особенно сильно выражен. Отмечены статистически значимые ухудшение психического здоровья, увеличение индекса массы тела и отношения объема талии к объему бедер, связанные с большим числом неприятных контактов.

«Негативные социальные связи являются хроническими стрессорами, которые формируют траектории старения, что подчеркивает необходимость вмешательств, направленных на снижение вредного социального воздействия», — пишут авторы. В то же время они отмечают, что вред одиночества для здоровья также доказан и не любое взаимодействие, которое респондент описывает как «придирки» или «токсичность», на самом деле является таковым. В своей работе они постарались учесть возможные помехи, например, более сильную раздражительность (и ускоренное старение) больных людей или негативное влияние изоляции во время пандемии.

Бывает ли сложное социальное поведение обусловлено генетически? Авторы статьи в Nature Communications отвечают на этот вопрос утвердительно. Они выявили у медоносной пчелы (Apis mellifera) ген, который регулирует социальное поведение трутней и позволяет им просить пищу у рабочих пчел.

Трутни неспособны переваривать пыльцу, и чтобы получить необходимый белок, они вынуждены просить частично переваренную пищу у рабочих пчел. Исследуя генетику, лежащую в основе кооперативного поведения, ученые выявили транскрипционный фактор fruitless (fru), который специфично экспрессируется в нервной системе самцов. Нейроны, экспрессирующие fru, участвуют в обработке и интеграции сенсорной информации. 

Трофаллаксис, то есть обмен пищей, требует четкой последовательности социальных взаимодействий. Его инициирует трутень, который касается головы рабочей пчелы своими усиками и просит пищу. После этого он протягивает хоботок, чтобы рабочая пчела-кормилица дала ему обогащенный белками жидкий мед из своего медового зоба. Наблюдение за трутнями с мутацией, приводящей к потере функции fru, показало, что у них нарушалась правильная последовательность действий, кроме того, они реже приближались к рабочим пчелам за пищей. Таким образом, fruitless регулирует участие пчел в коллективном питании. 

ПРОГРАММА>>>

Ген TBCE кодирует шаперон, необходимый для сворачивания тубулина. Патогенные варианты в нем связаны с тяжелыми нарушениями нейроразвития. Сотрудники Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова описали вариант в этом гене, приводящий к более мягкому фенотипу.

Исследователи выявили у семи пациентов патогенный вариант, вызывавший изменение сплайсинга и сдвиг рамки считывания. Это могло бы привести к очень выраженным патологиям, таким как прогрессирующая энцефалопатия, которая развивается при некоторых других мутациях TBCE. У этих пациентов были выявлены легкие когнитивные нарушения, тестикулярная недостаточность и амиотрофия. Исследователи задались вопросом, почему обнаруженный вариант вызывает новый, более мягкий фенотип. Более подробный анализ показал, что трансляция белка происходит с альтернативной открытой рамки считывания, из-за чего образуется частично функциональный шаперон. Динамика микротрубочек, которую авторы статьи изучили на клеточной культуре, оставалась нормальной, хотя актин-миозиновые комплексы в той или иной степени деградировали.

Отдельно исследователи упоминают, что у людей славянского происхождения этот вариант встречался примерно в 10 раз чаще, чем в базе данных gnomAD. Возможно, поэтому обнаруженный фенотип остается недодиагностированным.

Реактивация ретроэлементов в геноме человека связана со старением, и существуют различные варианты эпигенетических часов, определяющих хронологический или биологический возраст по паттернам метилирования ДНК. Однако до сих пор не было попыток предсказать хронологический возраст по эпигенетическим модификациям ретроэлементов. Исследователи из Корнеллского университета и компании TruDiagnostic  использовали данные по метилированию ДНК в ретроэлементах HERV и LINE 12 670 человек и создали эпигенетические часы Retroelement-Age (Retro-age). Важно, что выбранные в этой работе CpG мало перекрываются с теми, что включены в существующие эпигенетические часы, и, вероятно, среди них есть новые сайты, связанные со старением. Retro-age точно измеряют хронологический возраст в клетках и тканях человека и млекопитающих.

«Показания» эпигенетических часов на основе ретроэлементов обращались вспять, когда клетки подвергали эпигенетическому перепрограммированию с помощью факторов Яманаки, применяемых для создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. (На это «омоложение» реагируют не все варианты эпигенетических часов.) Кроме того, Retro-age «идут вперед» у людей, живущих с ВИЧ-1, но антиретровирусная терапия снижает эпигенетический возраст, определяемый по этим часам.