Новый анализ крови позволит установить возраст ваших клеток

У вашего тела есть часы— и благодаря стрессу современной жизни эти часы могут не совпадать со временем внешнего мира. Эти циркадные ритмы управляют физическими процессами как большими, так и малыми и могут влиять на все, от того, насколько хорошо мы думаем, до того, как и когда мы набираем вес. Это означает, что разница между внутренним и внешним временем может действительно смущать людей.

Как вы можете себе представить, исследователи стремятся понять больше о том, как работают эти часы. Но трудно измерить часы разных людей. Обычный способ сделать это требует многочисленных образцов крови, взятых в течение нескольких часов, чтобы измерить изменения в мелатонин. ” Это дорого и обременительно для пациента", - говорит вычислительный биолог Северо-Западного университета Розмари Браун. Но понимание конкретного внутреннего времени конкретного человека позволяет такие вещи, как более эффективной доставки наркотиков, потому что человеческое тело работает по-разному в разное время суток.

Браун является первым автором в новой статье, описывающей процесс, который берет только два образца крови, а затем использует алгоритм, называемый TimeSignature, чтобы выяснить, сколько времени находится внутри тела. Процесс-это самый простой тест, и наиболее обобщенным. Чтобы создать этот тест, исследователи обучили алгоритм искать химические доказательства около 40 конкретных генов в образцах крови. Они выбрали эти 40, проанализировав гораздо больший набор данных и найдя те, которые выражаются в определенное время.

Согласно исследованию, алгоритм работает независимо от того, болен пациент или здоров. Это важно, потому что экспрессия генов—то, как ваши гены активируются, побуждая производство химических веществ и помогая вашему организму функционировать-изменяется такими простыми вещами, как количество сна, которое вы получаете.

Часть причины, по которой этот метод работает, заключается в том, что он выходит за рамки (относительно) хорошо изученных макроскопических процессов, таких как сон и бодрствование, которые можно отнести к часам тела, говорит Браун. Часы “также контролирует биологические процессы, вплоть до клеточного уровня”, - говорит она. Между 40 и 50 процентов наших генов отвечают на часы. "Зная, что так много генов реагируют на циркадные часы, мы пришли к идее искать в крови закономерности активности генов, которые могли бы коррелировать с тем, какое сейчас время суток”, - говорит Браун. Активность генов в крови проявляется в виде химических веществ. Они измерили около 20 000 различных генов, говорит она, “и затем мы обучили компьютер, чтобы узнать, какие гены были наиболее прогностическими во времени и как объединить эти маркеры, чтобы получить очень точную оценку физиологического времени.“

Все клетки тела имеют крошечные внутренние часы, которые регулируются кластером вещей, продиктованных частью гипоталамуса, включая мелатонин. Вот почему измерение уровня мелатонина в течение многих часов может обеспечить точную картину внутреннего времени организма, как это делает текущий клинический тест. Глядя на химические доказательства экспрессии генов, сформированные уровнями мелатонина, этот новый тест по существу переворачивает старый тест на голове, привлекая другие факторы, которые он ранее не учитывал. Он также является прогнозируемым, что означает, что он может экстраполировать из существующих данных и требует меньшего количества точек данных. Северо-Западный Университет подал заявку на патент на анализ крови, но алгоритм и программное обеспечение будет общедоступным.

Исследователи обнаружили нечто неожиданное—гены, которые являются лучшими предикторами body clock, не все “то, что мы могли бы назвать генами core clock”, - говорит Браун. "Многие из них являются генами, которые связаны с другими биологическими процессами, но они регулируются часами. Они регулируются настолько плотно часами, что наблюдение за ними становится хорошим маркером для самих часов.”