Harvard Scientists Oppdag et nytt biologisk ur

Når du spør noen om å si hvor gammel de er, gjør de en beregning - trekker fra året de ble født fra i dag. Men når biologer ser for å se hvor gammel en kropp faktisk er, vender de seg til små interne klokker som kan belyse ledetråder om aldring og helse.

Forskere ved Harvard har identifisert en ny ribosomal DNA (rDNA) klokke, eller en biologisk klokke, som avslører nøyaktig innsikt i hvordan kroppen alder, og hvordan mennesker kan gripe inn for å bremse den ned. Arbeidet ble utgitt torsdag i tidsskriftet Genomforskning.

Bernardo Lemos, Ph.D., professor i miljøhistorisk epigenetikk hos Harvard, sier en liten del av DNA samler signaler av alder så godt at den nøyaktig kan estimere biologisk alder. Lemos og studiens lederforfatter Meng Wang, tror at rDNA er en "smoking gun" i genomisk kontroll av aldring. De tror det kunne havne en tidligere ukjent klokke.

For å bestemme hvor raskt eller sakte en persons biologiske klokke tikker, vil forskerne noen ganger se etter metylering, et lite molekyl, i DNA. En 2017-studie på mus for å markere endringene viser biologisk alder, eller DNA-metyleringsalder:

Biologiske klokker er deler av genomet som bidrar til å holde rede på hva forskere kaller biologisk alder som er den virkelige alderen til andres kropp, basert på endringer som akkumuleres over tid i ens DNA - og viser seg å være en mer nøyaktig måte å forutsi begynnelsen av aldringsrelatert sykdom.

I stedet for å se på segmenter av DNA spredt over hele genomet, forteller Lemos Omvendt at denne nye biologiske klokke-one-stop-butikken av sorterer for å finne en persons biologiske alder.

"Det gjør måling av klokken ganske enklere, fordi det er bare ett sted," forteller Lemos Omvendt. "Det er utfordringer, men nå, i stedet for å se på flere forskjellige kromosomer og forskjellige steder, kan vi bare fokusere på disse nettstedene."

Klokken som Lemos hjalp med å identifisere er faktisk plassert i ribosomer, en molekylær maskin som hjelper celler til å lage proteiner, men inneholder også segmenter av DNA.

Da Lemos så på disse stedene i arter så forskjellige som hunder, fluer og mennesker, fant han at mengden metylering på bare de få stedene kunne nøyaktig forutsi kronologisk alder. Avgjørende, disse stedene kan også bestemme biologisk alder, sammen med andre kjente biologiske klokker.

Hans håp er at denne nye klokken faktisk kan være i slekt til aktiviteten i de fjerntliggende klokkene, kanskje en felles lenke som forener dem alle. Men det er bare en teori, en som han må bevise mer robust.

"Det var et slikt gjennombrudd da det ble oppdaget at DNA-metylering på tvers av genomet kunne brukes som en ganske robust, pålitelig, aldersmarkør. Det er ganske utrolig. RDNA-klokken kan være et skritt i riktig retning for å koble en rekke klokker mekanisk, sier han.

En av de tingene som gir Lemos tillit til at denne nye biologiske klokken er spesielt nyttig, er at den reflekterer valg som organismen gjør som kan øke hastigheten eller senke aldringsprosessen.

For eksempel, da han undersøkte rDNA-klokkene i mus som var del av et fastende eksperiment, fant han at klokka viste mindre tegn på biologisk aldring, selv om musene selv var eldre kronologisk.

Fordi fasting har vist seg å forlenge livet i dyr og tilbakestille biologiske klokker tidligere, foreslår han at dens effekter på rDNA-klokken er et godt tegn.

Den biologiske klokken er mottakelig å endre, noe som kan være et kraftig verktøy når det gjelder å identifisere hvordan vi kan gripe inn i prosessen med biologisk aldring.

Se også: Hva som virkelig skjer med hjernen din og kroppen når du er rask

"Det passer med forventningene og håpet på at vår rDNA biologiske klokke er dynamisk, handlingsbar, potensielt lydhør overfor personlige valg," sier Lemos. "Man lurer på om klokken også er lydhør overfor andre egenskaper i miljøet, historien om giftig eksponering."

Hvis denne klokken er så koblet til aldring som denne studien hevder, kan det være en kraftig måte å teste hvilke faktorer fra diett til kjemisk eksponering påskynde prosessen med biologisk aldring, og hvilke som kan bremse den ned.

Hvis det er noe som kan føre til at en biologisk klokke krysser litt raskere, kan endringene til rDNA være en potensiell kanari i kullgruven.