Точный возраст человека по капле крови: ученые разработали революционный ДНК-тест

Ученые генетики из Еврейского университета в Иерусалиме разработали чрезвычайный ДНК-тест. Благодаря крохотному образцу крови он способен с точностью до 1,36 года определить хронологический возраст человека, если ему менее 50 лет.

Об этом пишет Earth.com.

Профессор Томми Каплан вместе со своей командой разработали и научили модель глубокого обучения MAgeNet. Она способна анализировать паттерны метилирования на уровне отдельных молекул.

«Оказывается, что течение времени оставляет измеряемые следы на человеческой ДНК», — отметил Каплан.

ДНК-метки являются своеобразными молекулярными часами

Метилирование ДНК — это стабильное изменение, происходящее со временем: к определенным участкам ДНК добавляется небольшая химическая метка.

Ученый объясняет, что поскольку этот процесс накапливается или исчезает предполагаемым образом с возрастом, исследователи уже более десяти лет рассматривают его как своеобразные молекулярные часы.

В отличие от предыдущих моделей, анализировавших сотни разных участков ДНК, MAgeNet фокусируется только на двух конкретных регионах.

Чтобы определить возраст человека, модель изучает тысячи разнообразных фрагментов ДНК из этих регионов и пропускает их через многоуровневую систему искусственного интеллекта.

Эта система анализирует каждый фрагмент на полное, частичное или отсутствующее метилирование. Затем она обрабатывает более 130 000 возможных комбинаций для точного определения возраста.

ДНК-тест может информировать об уходе за собой

После идентификации добровольцев по массе тела, истории курения или пола, прогнозы MAgeNet не изменились. Это говорит о том, что на двухлокусные сигнатуры не влияет образ жизни человека.

Эта стабильность результатов позволяет врачам адаптировать лечение к клеточному, а не календарному возрасту пациента, что критически важно для генотерапевтических исследований биологического старения.

Исследование подтвердило, что метильные метки создают устойчивую временную отметку, не зависящую от краткосрочных изменений здоровья.

Даже минимальный образец крови (50 молекул ДНК), например из детского пальца или архивное пятно новорожденного, может показать, влияет ли лечение на скорость клеточного развития ребенка.

Возрастной тест ДНК как инструмент для судебно-медицинской экспертизы

Судебные эксперты давно ищут инструмент, который может выявить возраст подозреваемого с помощью следов ДНК, что стандартные массивы метилирования не могли бы обеспечить без определенного количества ткани.

Исследование команды из Еврейского университета продемонстрировало, что даже при уменьшении количества выборок в эквивалент 20 геномных копий их метод сохраняет медианную погрешность менее четырех лет. Это соответствует стандартам возрастных диапазонов, публикуемых в научных бюллетенях.

Хотя образцы мочи позволяют прогнозировать возраст с точностью до 2,5 лет, слюна оказалась менее точной с погрешностью в 6,4 года.

Это свидетельствует о потенциале дальнейшего обучения модели на специфических типах клеток для расширения ее применения, в частности, в судебной медицине. Для подозреваемых в возрасте до 40 лет, где погрешность составляет менее одного года, этот метод может стать ценным инструментом для правоохранительных органов.

Человеческие «часы» замедляются после 60

Ученые отмечают, что до сих пор неизвестно, почему некоторые CpG-кластеры синхронизируются, в то время как другие изменяются случайно. Генетики предполагают, что это может быть связано с позиционированием нуклеосом и ферментами.

Также они отмечают, что точность человеческих «часов» снижается после 60 лет. Вероятно, это происходит из-за накопления эпигенетического «шума» или из-за выживаемости определенных типов клеток крови, что заглушает исходный сигнал.

В дальнейшем Ученым придется выяснить, влияют ли этническая принадлежность, хронические заболевания или экстремальные условия на эти «часы возраста ДНК». Это поможет окончательно выяснить, все ли клетки на планете отслеживают время одинаково.