12:14 / 09.10.2026
162
По-големите кучета са склонни да имат по-кратка продължителност на живота от малките, въпреки че основните механизми за това остават неясни. Това показва изследване, публикувано в научното издание Science. Тъй като епигенетичните маркери се променят с възрастта и при други организми, изследователите анализирали метиломите на 889 домашни кучета като част от Проекта за стареене на кучетата.
Епигенетичното стареене е по-бързо при големите кучета
Използвайки данни за кучета с известна дата на раждане, изследователите създали показател за прогнозиране на възрастта. Те установили, че при големите, мъжките и младите кучета се наблюдават ускорени епигенетични модели на стареене, както и че отклонението от хронологичната възраст корелира с риска от смъртност.
При кучетата е установено повишено метилиране в промоторите на гени, чиято активност намалява с възрастта при хората, както и понижено метилиране в транспонируемите елементи. Освен това гените, специфични за кучетата, показват по-изразени промени при по-едрите животни. Резултатите очертават потенциални мишени за изследване на стареенето при кучетата и биха могли да имат приложение и в изследванията на стареенето при хората.
Метилирането на ДНК разкрива механизмите на стареенето
Сравнителните изследвания между различни видове са идентифицирали механизми, свързани с изключителното дълголетие, но са по-малко подходящи за установяване на молекулярните механизми, които обуславят различията в стареенето между отделните индивиди от един и същи вид. Домашните кучета предоставят възможност за изследване на този въпрос, тъй като размерът на тялото е силно свързан с продължителността на живота.
По-едрите породи живеят значително по-кратко от по-дребните, въпреки че споделят много физиологични и екологични характеристики. За да оценят пряко биологичното стареене, вместо да разчитат единствено на продължителността на живота, изследователите използваха метилирането на ДНК (DNAm) — утвърден молекулярен биомаркер на възрастта. Целта е да се установи как демографските фактори, свързани с продължителността на живота, влияят върху молекулярното стареене в рамките на един и същи вид.
За да постигнат това учените генерираха 1640 метилома от 894 домашни кучета, включени в Проекта за стареене на кучетата, и съпоставихме данните с подробна демографска и генетична информация. Въз основа на тях са разработили високоточни модели за прогнозиране на възрастта чрез метилирането на ДНК (коефициент на детерминация R² = 0,86; средна грешка = 0,82 години).
По-бързото епигенетично стареене е свързано с по-висок риск от смъртност
Установено е, че кучетата с епигенетична възраст, по-висока от очакваната, са изложени на повишен риск от смъртност. Това показва, че моделите на метилиране на ДНК отразяват биологично значими различия в процеса на стареене.
При по-едрите кучета, мъжките и по-младите индивиди се наблюдаваха молекулярни профили, характерни за ускорено епигенетично стареене. Промените в метилирането, свързани с възрастта, са тясно обвързани с особеностите на съответните участъци от генома. В промоторите обикновено се наблюдава увеличаване на метилирането с възрастта, докато в интроните и транспонируемите елементи (ТЕ) то предимно намалява.
Геномните промени са по-изразени при големите кучета
Половите различия в свързаните с възрастта промени бяха най-изразени в Х-хромозомата, докато различията, свързани с размера на тялото, са най-съществени при транспонируемите елементи. При по-едрите кучета свързаната с възрастта загуба на метилиране в тези елементи е с 31% по-изразена, отколкото при по-дребните.
Тази тенденция се наблюдава при различни класове и еволюционни линии на транспонируемите елементи, включително дълги разпръснати ядрени елементи (LINE), къси разпръснати ядрени елементи, LINE2 и ДНК транспозони. Най-силно изразена е при еволюционно младите LINE1.
Резултатите утвърждават домашните кучета като подходящ модел за изследване на молекулярните механизми, които стоят в основата на различията в продължителността на живота, нестабилността на епигенома и свързаните с възрастта заболявания.
Изследването показва, че кучетата с по-кратка продължителност на живота не просто умират по-рано, а претърпяват ускорено молекулярно стареене, чиито прояви зависят от конкретните участъци и структури на генома.
Така различията в продължителността на живота между индивидите от един и същи вид се отразяват не само в темпа на епигенетичното стареене, но и в особеностите на геномната архитектура, чрез които протича този процес.
