теломерный тест
Jul. 12th, 2013 09:55 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
aridmoorsПо наводке williwaw - про теломеры.
В последнее время действительно появляются компании, предлагающие новые услуги - генетическое тестирование, определение мутаций и прочие экзотические анализы. Например, на сайте некоей компании под названием "Покровский банк стволовых клеток" размещен текст, предлагающий следующую услугу - оценить длину своих теломер. Посыл: теломеры - это такие кончики хромосом, которые укорачиваются с каждым делением и приводят к старению. От длины теломер зависит время отпущенной вам жизни, теломеры - это "молекулярные часы, отсчитывающие время жизни".
Комментирую по их тексту.
Ваш возраст по паспорту – всего лишь показатель того, сколько оборотов вокруг Солнца совершили вы в течение вашей жизни. По-настоящему важное значение имеет лишь биологический возраст человека.
Среди сверстников по хронологическому возрасту обычно существуют значительные различия по темпам возрастных изменений, и, общаясь с человеком, а не с его паспортом, не всегда можно угадать его календарный возраст. Хорошо, если эта разница сдвинута в обратную сторону, но и моложавый вид не является достаточным критерием состояния здоровья и трудоспособности человека.
Теломерный тест, вопреки подспудно предложенному здесь выводу, тоже не является "достаточным критерием состояния здоровья и трудоспособности человека". Теломерный тест определяет длину теломер, а не состояние организма. Если у вас в организме, например, начала развиваться раковая опухоль, теломерный тест вам ничего об этом не скажет. Поэтому для определения состояния здоровья и трудоспособности нужно не теломеры измерять, а регулярно проводить самоосмотр и медицинские облесдования, особенно - пожилым людям. Никакие теломерные тесты этого не заменят. Даже если в сертификате, который вам выдаст после обследования эта компания, будет записано, что ваши теломеры длиннее, чем у среднего человека вашего возраста, это ни в коем случае не гарантия здоровья.
Оценить расхождения между хронологическим и биологическим возрастом, интенсивность старения и функциональные возможности индивида позволяет один из современных диагностических методов – теломерный тест.
Теломерный тест не позволяет оценить расхождения между биологическим и хронологическим возрастом. Современная наука не установила пока никакого единого "биологического возраста". Мы можем примерно определить состояние тех или иных тканей в организме, и потом с очень большой натяжкой сказать - "что-то у вас легкие плохо выглядят, как у сорокалетнего мужчины"; но единых стандартов биологического возраста - пока, во всяком случае - нет. К сожалению, простых биологических маркеров возраста, наподобие колец у деревьев, пока не нашли, и, возможно, никогда не найдут, т.к. старение у человека - очень сложный феномен. Теломеры не являются такими маркерами, и информация об их длине сама по себе мало или почти ничего не сообщает о состоянии организма.
Теломеры – это специальные повторяющиеся последовательности ДНК, которые в комплексе с белками ограничивают хромосомы и не дают им слипаться друг с другом. За открытие того, «как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы» коллективу американских ученых была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2009 год. Однако при каждом делении клетки теломерные повторы укорачиваются, постепенно делая геном всё более уязвимым.
Теломерные повторы не имеют отношения к неуязвимости ДНК. Теломеры не могут защищать ДНК от стандартных повреждающих агентов, таких, как солнечная радиация, активные формы кислорода и так далее. Возможно, в тексте имелось в виду, что теломеры защищают ДНК от дезоксирибонуклеазы, а их исчезновение делает ДНК беззащитной. Однако это не основной источник ДНК-повреждений.
Это может приводить к различным патологиям, в частности связанным с онкологическими нарушениями.
Укорачивание теломер не приводит к онкологическим нарушениям. Наоборот, у раковых клеток как раз часто бывает усиленная теломераза, которая штампует теломеры в неограниченном количестве, чтобы позволить бесконечное деление.
Когда теломеры укорачиваются до критического значения, клетка прекращает делиться и гибнет,
Когда клетка прекращает делиться, она совсем не обязательно гибнет. Кроме того, то, что клетка делится - совсем не обязательно хорошо или признак здоровья. Наоборот, бесконечное деление - часто признак онкологии. Огромное количество клеток в организме прекратили делиться - и, тем не менее, спокойно существуют и функционируют. Таковы, например, клетки печени, почек, мышечные, нервные клетки; они могут существовать в этом состоянии годами, старение в таком случае не может определяться длиной их теломер.
Если теломеры укорачиваются до критического значения, клетка может впасть в состояние так называемой клеточной старости (senescence), что означает, что она находится в определенной фазе клеточного цикла в определенном состоянии - в частности, не может делиться. Однако клеточная старость может быть вызвана не только укорочением теломер (и чаще всего вызвана не этим), а и просто повреждением ДНК и/или активацией онкогенов.
В состоянии клеточной старости клетка неспособна делиться - значит, не может быть раковой. Поэтому предполагают, что механизм клеточного старения защищает клетку от превращения в раковую: как только клетка чувствует избыточное повреждение ДНК, она сигнализирует повсюду об остановке клеточного цикла и впадении в senescence - предположительно, чтобы не допустить потери контроля над делением и превращения в раковую клетку.
Укорочение теломер и предел Хейфлика - это также один из барьеров против рака, который раковым клеткам необходимо обойти, чтобы размножиться в организме. Действительно, если в норме все клетки обладают пределом Хейфлика и прекращают делиться после определенного количества раз, то у нас не должно бы возникать бесконтрольно делящихся клеток - все они были бы остановлены, как только их теломеры бы достаточно укоротились. Это действительно так и происходит в норме. Раковые клетки, к сожалению, обладают способностью эволюционировать прямо в организме человека - то есть через поколения изменяться настолько, чтобы приспособиться обходить эти защитные механизмы. В случае рака клетка может обходить предел Хейфлика путем повышенной активности теломеразы (которая удлиняет теломеры).
а следовательно, организм перестает обновляться на клеточном уровне.
Фраза "организм перестает обновляться на клеточном уровне" - на самом деле, хороший индикатор того, что перед вами неграмотный текст. Ибо что такое "обновление на клеточном уровне", собственно говоря? Эпителиальные клетки, например, бесконечно обновляются в любое время жизни, верхний слой их слущивается у всех, включая глубоких стариков. С другой стороны, абсолютно новых клеток в организме нет - абсолютно все клетки (исключая, быть может, только половые) так или иначе отходят от "идеальной" модели самой первой клетки, накапливая мутации и дифференцировку начиная непосредственно с развития в утробе. В этом смысле обновление на клеточном уровне прекращается с первыми делениями клеток после зачатия. Может быть, имелось в виду исчерпание ниши стволовых клеток? Но оно происходит не из-за теломер, а из-за окружающего сигнализирования и превращения этих стволовых клеток в дифференцированные... короче, непонятная, мутная фраза.
Значит, теломеры являются некими «молекулярными часами», позволяющими клеткам организма «отсчитывать» время жизни.
Во-первых, для того, чтобы что-нибудь функционировало как часы, необходимо, чтобы оно стандартно отмеряло время. Теломеры же не имеют такого свойства. Укорочение теломер может ускоряться и замедляться, "обрыв" кончиков теломер может быть повышен, или, наоборот, активность теломеразы может быть повышена. Нет единого стандарта "секунды" в этих часах, не могут они считаться часами.
Очевидно, сокращение теломер в основном происходит в процессе старения, но к этому могут приводить и другие процессы, сопряженные с воздействием неблагоприятных факторов.
Сокращение теломер действительно "происходит в процессе старения", как и зачатие и вынашивание детей, сон, половая активность и просмотр фильмов Стивена Спилберга. Однако ни половая активность, ни просмотр фильмов, ни укорочение теломер само по себе не вызывает старение. Ответа на вопрос, что именно вызывает старение, в данный момент нет, однако есть большое количество свидетельств в пользу того, что теломеры тут ни при чем, или играют очень маленькую роль. Например, известно, что у некоторых видов животных теломеры намного длиннее, чем у человека, но живут они намного меньше (так, мышь живет два года, имея теломеры намного длинее, чем у человека). Достоверно известно, что большинство людей умирает задолго до того, как у них исчерпается запас теломер.
Связана ли длина теломер и продолжительность жизни в принципе, хоть как-нибудь - вопрос до сих пор открытый. С одной стороны, у людей-долгожителей длина теломер действительно больше, чем у других. Однако это может быть вызвано тем, что у них работают какие-то другие, неизвестные механизмы защиты ДНК или протеинов, которые просто попутно создают такой эффект - замедленное укорочение теломер.
Тому, что клеточное старение и старение организма связаны, есть много свидетельств: например, известно, что число клеток, позитивно отвечающих на маркер p16 (ген, подавляющий рак; p16 часто используется в качестве маркера клеточной старости) в человеческой коже коррелирует с паспортным возрастом. Показано, что клетки, содержащие другие подобные маркеры состояния старения (например, высокий уровень гетерохроматиновых протеинов и т.д.), накапливаются в коже с возрастом. Тем не менее, в других клетках - например, в скелетных мышцах - обнаруживаются только очень маленькие количества таких клеток, независимо от возраста человека.
Более того, клетки, находящиеся в состоянии старения, в норме удаляются иммунной системой как потенциальный источник рака (т.к. они изначально инициировали состояние старения в себе в ответ на повреждение - то есть у них мутированная ДНК). Можно предположить, что если бы иммунная система была более совершенной и могла удалять все такие клетки, то люди бы не старели, или во всяком случае старели бы значительно медленнее. Проблема в том, что, как и в случае с раком, иммунная система (которая эволюционно развилась позднее, чем все основные клеточные процессы) - это молодая система, которая, возможно,все еще содержит баги и вообще это бета-версия может быть улучшена с помощью эволюции или прямого генно-инженерного вмешательства. Собственно, сейчас ученые именно этим и занимаются, пытаясь для начала настроить иммунную систему на борьбу с онкологией.
В последнее время действительно появляются компании, предлагающие новые услуги - генетическое тестирование, определение мутаций и прочие экзотические анализы. Например, на сайте некоей компании под названием "Покровский банк стволовых клеток" размещен текст, предлагающий следующую услугу - оценить длину своих теломер. Посыл: теломеры - это такие кончики хромосом, которые укорачиваются с каждым делением и приводят к старению. От длины теломер зависит время отпущенной вам жизни, теломеры - это "молекулярные часы, отсчитывающие время жизни".
Комментирую по их тексту.
Ваш возраст по паспорту – всего лишь показатель того, сколько оборотов вокруг Солнца совершили вы в течение вашей жизни. По-настоящему важное значение имеет лишь биологический возраст человека.
Среди сверстников по хронологическому возрасту обычно существуют значительные различия по темпам возрастных изменений, и, общаясь с человеком, а не с его паспортом, не всегда можно угадать его календарный возраст. Хорошо, если эта разница сдвинута в обратную сторону, но и моложавый вид не является достаточным критерием состояния здоровья и трудоспособности человека.
Теломерный тест, вопреки подспудно предложенному здесь выводу, тоже не является "достаточным критерием состояния здоровья и трудоспособности человека". Теломерный тест определяет длину теломер, а не состояние организма. Если у вас в организме, например, начала развиваться раковая опухоль, теломерный тест вам ничего об этом не скажет. Поэтому для определения состояния здоровья и трудоспособности нужно не теломеры измерять, а регулярно проводить самоосмотр и медицинские облесдования, особенно - пожилым людям. Никакие теломерные тесты этого не заменят. Даже если в сертификате, который вам выдаст после обследования эта компания, будет записано, что ваши теломеры длиннее, чем у среднего человека вашего возраста, это ни в коем случае не гарантия здоровья.
Оценить расхождения между хронологическим и биологическим возрастом, интенсивность старения и функциональные возможности индивида позволяет один из современных диагностических методов – теломерный тест.
Теломерный тест не позволяет оценить расхождения между биологическим и хронологическим возрастом. Современная наука не установила пока никакого единого "биологического возраста". Мы можем примерно определить состояние тех или иных тканей в организме, и потом с очень большой натяжкой сказать - "что-то у вас легкие плохо выглядят, как у сорокалетнего мужчины"; но единых стандартов биологического возраста - пока, во всяком случае - нет. К сожалению, простых биологических маркеров возраста, наподобие колец у деревьев, пока не нашли, и, возможно, никогда не найдут, т.к. старение у человека - очень сложный феномен. Теломеры не являются такими маркерами, и информация об их длине сама по себе мало или почти ничего не сообщает о состоянии организма.
Теломеры – это специальные повторяющиеся последовательности ДНК, которые в комплексе с белками ограничивают хромосомы и не дают им слипаться друг с другом. За открытие того, «как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы» коллективу американских ученых была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2009 год. Однако при каждом делении клетки теломерные повторы укорачиваются, постепенно делая геном всё более уязвимым.
Теломерные повторы не имеют отношения к неуязвимости ДНК. Теломеры не могут защищать ДНК от стандартных повреждающих агентов, таких, как солнечная радиация, активные формы кислорода и так далее. Возможно, в тексте имелось в виду, что теломеры защищают ДНК от дезоксирибонуклеазы, а их исчезновение делает ДНК беззащитной. Однако это не основной источник ДНК-повреждений.
Это может приводить к различным патологиям, в частности связанным с онкологическими нарушениями.
Укорачивание теломер не приводит к онкологическим нарушениям. Наоборот, у раковых клеток как раз часто бывает усиленная теломераза, которая штампует теломеры в неограниченном количестве, чтобы позволить бесконечное деление.
Когда теломеры укорачиваются до критического значения, клетка прекращает делиться и гибнет,
Когда клетка прекращает делиться, она совсем не обязательно гибнет. Кроме того, то, что клетка делится - совсем не обязательно хорошо или признак здоровья. Наоборот, бесконечное деление - часто признак онкологии. Огромное количество клеток в организме прекратили делиться - и, тем не менее, спокойно существуют и функционируют. Таковы, например, клетки печени, почек, мышечные, нервные клетки; они могут существовать в этом состоянии годами, старение в таком случае не может определяться длиной их теломер.
Если теломеры укорачиваются до критического значения, клетка может впасть в состояние так называемой клеточной старости (senescence), что означает, что она находится в определенной фазе клеточного цикла в определенном состоянии - в частности, не может делиться. Однако клеточная старость может быть вызвана не только укорочением теломер (и чаще всего вызвана не этим), а и просто повреждением ДНК и/или активацией онкогенов.
В состоянии клеточной старости клетка неспособна делиться - значит, не может быть раковой. Поэтому предполагают, что механизм клеточного старения защищает клетку от превращения в раковую: как только клетка чувствует избыточное повреждение ДНК, она сигнализирует повсюду об остановке клеточного цикла и впадении в senescence - предположительно, чтобы не допустить потери контроля над делением и превращения в раковую клетку.
Укорочение теломер и предел Хейфлика - это также один из барьеров против рака, который раковым клеткам необходимо обойти, чтобы размножиться в организме. Действительно, если в норме все клетки обладают пределом Хейфлика и прекращают делиться после определенного количества раз, то у нас не должно бы возникать бесконтрольно делящихся клеток - все они были бы остановлены, как только их теломеры бы достаточно укоротились. Это действительно так и происходит в норме. Раковые клетки, к сожалению, обладают способностью эволюционировать прямо в организме человека - то есть через поколения изменяться настолько, чтобы приспособиться обходить эти защитные механизмы. В случае рака клетка может обходить предел Хейфлика путем повышенной активности теломеразы (которая удлиняет теломеры).
а следовательно, организм перестает обновляться на клеточном уровне.
Фраза "организм перестает обновляться на клеточном уровне" - на самом деле, хороший индикатор того, что перед вами неграмотный текст. Ибо что такое "обновление на клеточном уровне", собственно говоря? Эпителиальные клетки, например, бесконечно обновляются в любое время жизни, верхний слой их слущивается у всех, включая глубоких стариков. С другой стороны, абсолютно новых клеток в организме нет - абсолютно все клетки (исключая, быть может, только половые) так или иначе отходят от "идеальной" модели самой первой клетки, накапливая мутации и дифференцировку начиная непосредственно с развития в утробе. В этом смысле обновление на клеточном уровне прекращается с первыми делениями клеток после зачатия. Может быть, имелось в виду исчерпание ниши стволовых клеток? Но оно происходит не из-за теломер, а из-за окружающего сигнализирования и превращения этих стволовых клеток в дифференцированные... короче, непонятная, мутная фраза.
Значит, теломеры являются некими «молекулярными часами», позволяющими клеткам организма «отсчитывать» время жизни.
Во-первых, для того, чтобы что-нибудь функционировало как часы, необходимо, чтобы оно стандартно отмеряло время. Теломеры же не имеют такого свойства. Укорочение теломер может ускоряться и замедляться, "обрыв" кончиков теломер может быть повышен, или, наоборот, активность теломеразы может быть повышена. Нет единого стандарта "секунды" в этих часах, не могут они считаться часами.
Очевидно, сокращение теломер в основном происходит в процессе старения, но к этому могут приводить и другие процессы, сопряженные с воздействием неблагоприятных факторов.
Сокращение теломер действительно "происходит в процессе старения", как и зачатие и вынашивание детей, сон, половая активность и просмотр фильмов Стивена Спилберга. Однако ни половая активность, ни просмотр фильмов, ни укорочение теломер само по себе не вызывает старение. Ответа на вопрос, что именно вызывает старение, в данный момент нет, однако есть большое количество свидетельств в пользу того, что теломеры тут ни при чем, или играют очень маленькую роль. Например, известно, что у некоторых видов животных теломеры намного длиннее, чем у человека, но живут они намного меньше (так, мышь живет два года, имея теломеры намного длинее, чем у человека). Достоверно известно, что большинство людей умирает задолго до того, как у них исчерпается запас теломер.
Связана ли длина теломер и продолжительность жизни в принципе, хоть как-нибудь - вопрос до сих пор открытый. С одной стороны, у людей-долгожителей длина теломер действительно больше, чем у других. Однако это может быть вызвано тем, что у них работают какие-то другие, неизвестные механизмы защиты ДНК или протеинов, которые просто попутно создают такой эффект - замедленное укорочение теломер.
Тому, что клеточное старение и старение организма связаны, есть много свидетельств: например, известно, что число клеток, позитивно отвечающих на маркер p16 (ген, подавляющий рак; p16 часто используется в качестве маркера клеточной старости) в человеческой коже коррелирует с паспортным возрастом. Показано, что клетки, содержащие другие подобные маркеры состояния старения (например, высокий уровень гетерохроматиновых протеинов и т.д.), накапливаются в коже с возрастом. Тем не менее, в других клетках - например, в скелетных мышцах - обнаруживаются только очень маленькие количества таких клеток, независимо от возраста человека.
Более того, клетки, находящиеся в состоянии старения, в норме удаляются иммунной системой как потенциальный источник рака (т.к. они изначально инициировали состояние старения в себе в ответ на повреждение - то есть у них мутированная ДНК). Можно предположить, что если бы иммунная система была более совершенной и могла удалять все такие клетки, то люди бы не старели, или во всяком случае старели бы значительно медленнее. Проблема в том, что, как и в случае с раком, иммунная система (которая эволюционно развилась позднее, чем все основные клеточные процессы) - это молодая система, которая, возможно,
