Видовую максимальную продолжительность жизни млекопитающих можно предсказать по уровню метилирования ДНК

Молекулярные механизмы, определяющие максимальную продолжительность жизни млекопитающих, остаются малоизученными. Было высказано мнение, что эпигенетические факторы обладают определенным влиянием на срок жизни организма. Консорциум по метилированию млекопитающих (Mammalian Methylation Consortium) собрал данные о метилировании ДНК 348 видов при помощи специальной платформы, что разрешило проблему недостаточной выборки и неоднородности методов сбора образцов.

Команда, возглавляемая учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, ранее установила связь между CpG-островками и максимальной продолжительностью жизни млекопитающих. Чтобы определить ее предикторы в эпигеноме, исследователи изменили подход к анализу данных. В новой работе они обратились к многомерным статистическим моделям, в которых продолжительность жизни и связанные с ней физиологические процессы выступили в качестве переменной величины, зависящей от характера метилирования. Авторы работы применили новый подход к данным консорциума о 15 000 образцах 59 типов тканей, принадлежащих 348 видам млекопитающих, включая человека.

Ученые сосредоточились на уровне метилирования в высококонсервативных локусах ДНК. Несмотря на то, что авторы работы не использовали данные о последовательности ДНК, они выявили показатели в эпигеноме млекопитающих, которые предсказывали продолжительность жизни и беременности, а также время полового созревания. Эпигенетический прогноз оказался более надежным в отношении беременности, чем сроков жизни, что, по мнению авторов, могло быть связано со сложностями в получении точной информации о выживаемости животных.

У большинства видов прогнозируемая продолжительность жизни не различалась между самками и самцами. Однако у 17 видов, включая человека, выявили тенденцию к ее увеличению у представительниц женского пола, что согласовывалось с сообщениями более ранних работ.

Хронологический (фактический) возраст, как и вес взрослых особей многих видов не влияли на точность предсказания продолжительности жизни. Долгожители среди людей достигли возраста в 122,5 лет, в то время как наибольший возраст, предсказанный характером метилирования, составил 98,1 и 94,6 года для клеток крови и эпидермиса кожи соответственно. Оцененная по эпигенетическим показателям клеток были крови продолжительность жизни была наиболее длительной не только у человека, но и у других млекопитающих. Предсказания для эмбриональных стволовых и соматических клеток были схожи. Максимальная продолжительность жизни, определенная по особенностям метилирования ДНК, не различалась внутри вида, следовательно, могла быть врожденным признаком вида.

В экспериментах на мышах только устранение эффектов гормона роста повлияло на эпигенетическое предсказание продолжительности жизни. Так, дефицит рецептора улучшил прогноз при использовании клеток печени и почек, но не многих других органов грызунов. Содержание на низкокалорийной диете не смогло изменить эпигенетические характеристики животных, связанные с продолжительностью жизни.

В заключение авторы работы отметили, что максимальная продолжительность жизни млекопитающих тесно связана с особенностями эпигенома, включая уровень метилирования ДНК, которые у большинства видов не зависели от пола, массы тела и образа жизни, в частности, калорийности питания. Эпигенетические характеристики, предсказывающие продолжительность жизни, оказались врожденной видовой чертой и показали устойчивость к разным факторам. По словам ученых, им было бы особенно интересно обнаружить другие формы воздействия, способные повлиять на эпигенетические предикторы и, как следствие, на возможную продолжительность жизни.

Запах самок мыши сокращает фертильность и продолжительность жизни самцов