Учёные Университета Лобачевского приблизились к разгадке различной продолжительности жизни мужчин и женщин

photo 1508963493744 76fce69379c0

Насколько глубоки различия между мужчинами и женщинами? – вопрос, который тысячелетиями терзает умы учёных, поэтов, философов. Почему мы так по-разному реагируем на стрессы, на изменение условий внешней среды, по-разному воспринимаем информацию и, конечно, почему женщины в среднем живут дольше мужчин?

Независимо от расовой принадлежности, место проживания, средней продолжительности жизни в регионе, уровня медицинского обслуживания, материнской смертности и других факторов – всегда и везде женщины в среднем живут дольше мужчин. Где-то эта разница 2-3 года, например в Европе, а в некоторых регионах России она достигает 8 лет и даже 12 лет. Продолжительность жизни может существенно возрастать, как в Японии, в результате развития медицинских технологий и увеличения качества жизни, однако статистически значимая разница между мужчинами и женщинами все равно сохраняется.  В чём же причина?

Учёные подчёркивают, что риск возрастных заболеваний напрямую зависит от возраста человека, но не столько от «хронологического» (того, который указан в паспорте) как от «биологического» (того, который реально отражает процессы ускоренного или замедленного старения). Однако, как узнать биологический возраст – вопрос до сих пор открытый. Одним из наиболее многообещающих способов являются «эпигенетические часы». Оказывается, работа генов регулируется химическими модификациями ДНК. Ген может оказаться «блокирован» в результате метилирования определенных участков ДНК, и напротив, стать активным, если эти «метки» будут сняты.

Поразительно, но уровень метилирования некоторых генов растет или убывает с возрастом равномерно, заставляя вспомнить миф о древнегреческих мойрах, неумолимо плетущих нити судьбы. Измеряя уровень метилирования определенных точек ДНК, можно таким образом «подсмотреть» внутренний возраст клеток организма, узнать, сколько показывают их «эпигенетические часы».

Возможно ли, что «эпигенетические часы» у мужчин и женщин идут по-разному? В исследовании, недавно опубликованном в журнале Aging, проведён анализ возраст-зависимых изменений метилирования ДНК у мужчин и женщин.

«Для проведения такого исследования нужны абсолютно не тривиальные решения по обработке данных большой размерности, ведь каждый метилом (анализ участков метилирования человеческой ДНК) включает около 450 тысяч точек», – отмечает руководитель исследования, доктор физико-математических наук, проректор по научной работе ННГУ Михаил Иванченко.

Подобную задачу невозможно решить без использования сложных математических методов анализа. Учёные Нижегородского государственного университета показали, что существуют участки ДНК (СpG-сайты) с разными траекториями возрастных изменений метилирования у мужчин и женщин. Анализ таких сайтов и функциональной активности генов, к которым они относятся, указывает, что это не только локусы, связанные с гормональной регуляцией, но и гены, имеющие общебиологические функции.

Таким образом, среди большого количества генов, изменяющих метилирование с возрастом, существует небольшая, но значимая группа, в которой возрастные изменения происходят у мужчин и женщин по-разному. Например, это гены FIGN (кодирует белок, который участвует в делении клетки) и PRR4 (кодирует белок, обладающий противомикробными свойствами).

Дальнейший анализ показал, что с возрастом возрастает разброс уровня метилирования, причем увеличение вариабельности метилирования у мужчин в 15 раз выше, чем у женщин.

«Имеет ли это решающее значение для продолжительности жизни человека? Какие процессы и в каком возрасте являются триггерами для развития столь выраженных различий уровня метилирования у пожилых людей? Можно ли спрогнозировать развитие возраст-зависимых патологий за десятилетия до их первого проявления? Возможно ли предотвратить развитие болезни? – на все эти вопросы только предстоит ответить», – отмечает ведущий геронтолог Европы, руководитель мегагранта ННГУ Клаудио Франчески.

Однако значимость уже полученных результатов нельзя переоценить. Это не только пионерское исследование гендер-специфичной регуляции ДНК в контексте старения, но и принципиально новый подход, раскрывающий ранее не известные молекулярные механизмы гендерных различий в продолжительности жизни, изучение которых в будущем поможет предотвратить развитие возрастных заболеваний.

Igor Yusipov, Maria Giulia Bacalini, Alena Kalyakulina, Mikhail Krivonosov, Chiara Pirazzini, Noémie Gensous, Francesco Ravaioli, MaddalenaMilazzo, Cristina Giuliani, Maria Vedunova, Giovanni Fiorito, Amedeo Gagliardi, Silvia Polidoro, Paolo Garagnani, Mikhail Ivanchenko, Claudio Franceschi Age-related DNA methylation changes are sex-specific: a comprehensive assessment, AGING 2020 Dec 3;12.  doi: 10.18632