Точний вік людини за краплею крові: вчені розробили революційний ДНК-тест

Вчені-генетики з Єврейського університету в Єрусалимі розробили надзвичайний ДНК-тест. Завдяки крихітному зразку крові, він здатен з точністю до 1,36 року визначити хронологічний вік людини, якщо їй менш як 50 років.

Про це пише Earth.com.

Професор Томмі Каплан разом зі своєю командою розробили та навчили модель глибокого навчання MAgeNet. Вона здатна аналізувати патерни метилювання на рівні окремих молекул.

«Виявляється, що плин часу залишає вимірювані сліди на людській ДНК», — зазначив Каплан.

ДНК-мітки є своєрідним молекулярним годинником

Метилювання ДНК — це стабільна зміна, що відбувається з часом: до певних ділянок ДНК додається невелика хімічна мітка.

Вчений пояснює, що оскільки цей процес накопичується або зникає передбачуваним чином із віком, дослідники вже понад десятиліття розглядають його як своєрідний молекулярний годинник.

На відміну від попередніх моделей, які аналізували сотні різних ділянок ДНК, MAgeNet фокусується лише на двох конкретних регіонах.

Для того, щоб визначити вік людини, модель вивчає тисячі різноманітних фрагментів ДНК з цих регіонів та пропускає їх через багаторівневу систему штучного інтелекту.

Ця система аналізує кожен фрагмент на повне, часткове або відсутнє метилювання. Потім вона обробляє понад 130 тисяч можливих комбінацій для точного визначення віку.

ДНК-тест може інформувати про догляд людини за собою

Після ідентифікації добровольців за масою тіла, історією куріння чи статтю, прогнози MAgeNet не змінилися. Це свідчить про те, що на дволокусні сигнатури не впливає спосіб життя людини.

Ця стабільність результатів дозволяє лікарям адаптувати лікування до клітинного, а не календарного віку пацієнта, що критично важливо для генотерапевтичних досліджень біологічного старіння.

Дослідження підтвердило, що метильні мітки створюють стійку часову позначку, яка не залежить від короткострокових змін здоров’я.

Навіть мінімальний зразок крові (50 молекул ДНК), як-от з дитячого пальця або архівна пляма новонародженого, може показати, чи впливає лікування на швидкість клітинного розвитку дитини.

Віковий тест ДНК як інструмент для судово-медичної експертизи

Судові експерти давно шукають інструмент, який може виявити вік підозрюваного за допомогою слідів ДНК, чого стандартні масиви метилювання не могли б забезпечити без певної кількості тканини.

Дослідження команди з Єврейського університету продемонструвало, що навіть при зменшенні кількості вибірок до еквівалента 20 геномних копій, їхній метод зберігає медіанну похибку менш як чотири роки. Це відповідає стандартам вікових діапазонів, що публікуються в наукових бюлетенях.

Хоча зразки сечі дозволяють прогнозувати вік з точністю до 2,5 років, слина виявилася менш точною з похибкою у 6,4 року.

Це свідчить про потенціал подальшого навчання моделі на специфічних типах клітин для розширення її застосування, зокрема в судовій медицині. Для підозрюваних віком до 40 років, де похибка становить менше одного року, цей метод може стати цінним інструментом для правоохоронних органів.

Людський «годинник» сповільнюється після 60

Вчені зазначають, що досі невідомо, чому деякі CpG-кластери синхронізуються, тоді як інші змінюються випадково. Генетики припускають, що це може бути пов’язано з позиціювання нуклеосом та ферментами.

Також, вони зазначають, що точність людського «годинника» знижується після 60 років. Ймовірно, це відбувається через накопичення епігенетичного «шуму» або через виживання певних типів клітин крові, що заглушає початковий сигнал.

Надалі Вченим доведеться з’ясувати чи впливають етнічна приналежність, хронічні захворювання або екстремальні умови на цей «годинник віку ДНК». Це допоможе остаточно з’ясувати, чи всі клітини на планеті «відстежують час» однаково.