Скорость старения ДНК зависит от генов

Речь идет о так называемых повторяющихся последовательностях ДНК — коротких фрагментах, которые многократно копируются в геноме. С возрастом такие повторы имеют тенденцию удлиняться и становиться нестабильными. Известно, что именно этот процесс лежит в основе более чем 60 наследственных заболеваний, включая болезнь Хантингтона, миотоническую дистрофию и некоторые формы БАС.

Хотя большинство людей накапливает подобные расширения повторов на протяжении жизни, до сих пор не было ясно, насколько широко распространен этот процесс и какие гены его контролируют.

Ученые проанализировали полногеномные данные почти 500 тысяч участников UK Biobank и более 400 тысяч человек из программы All of Us в США. Для этого команда разработала новые вычислительные методы, позволяющие точно измерять длину ДНК-повторов и их нестабильность на основе стандартных данных секвенирования.

В общей сложности исследователи изучили более 350 тысяч участков генома и проследили, как длина повторов меняется с возрастом в клетках крови. Оказалось, что скорость этого процесса сильно варьирует между людьми и может отличаться до четырех раз в зависимости от генетического профиля.

Авторы выявили 29 участков генома, где наследственные варианты существенно влияют на скорость расширения повторов. Интересно, что одни и те же гены, участвующие в репарации ДНК, могли стабилизировать одни повторы и одновременно ускорять нестабильность других. Это указывает на сложную и контекстно-зависимую работу механизмов восстановления ДНК.

Одним из самых значимых открытий стало обнаружение ранее неизвестного заболевания, связанного с расширением повторов в гене GLS. Хотя такие изменения встречаются редко, у их носителей риск тяжёлых заболеваний почек оказался выше в 14 раз, а заболеваний печени — в три раза.

Результаты исследования показывают, что измерение ДНК-повторов в крови может стать перспективным биомаркером для оценки эффективности будущих терапий, направленных на замедление генетического старения и прогрессирования наследственных заболеваний.

По словам ведущего автора работы Марго Хьюэл, большинство людей несут в своём геноме элементы, которые со временем становятся нестабильными. Однако сильный генетический контроль этого процесса открывает возможности для целенаправленного вмешательства — если понять, какие молекулярные пути замедляют расширение повторов, их можно будет использовать в терапии.

Таким образом, исследование не только углубляет понимание того, как стареет наша ДНК, но и указывает на потенциальные стратегии замедления возрастных и наследственных заболеваний, связанных с генетической нестабильностью.