שעונים מזדקנים, המודדים את הגיל הביולוגי בדיוק, יכולים לחרוג מהגיל הכרונולוגי עקב השפעות סביבתיות כמו עישון או דיאטה. חוקרים מאוניברסיטת קלן מצאו ששעונים אלו למעשה עוקבים אחר שינויים אקראיים תאיים הולכים וגדלים, דבר המצביע על כך שהזדקנות ביולוגית יכולה להיות מושפעת משונות סטוכסטיות בתהליכים כמו מתילציה של DNA ופעילות גנים.
שעונים מזדקנים יכולים לקבוע במדויק את גילו הביולוגי של אדם, שיכול להיות שונה מגילו הכרונולוגי – הגיל המחושב מתאריך לידתו – עקב השפעות סביבתיות כמו תזונה או עישון. הדיוק של שעונים אלה מצביע על כך שתהליך ההזדקנות מלווה בתוכנית.
המדענים דייוויד מאייר ופרופסור ד"ר Björn שומאכר ב-CECAD, אשכול המצוינות של תגובות מתח סלולריות במחלות הקשורות להזדקנות של אוניברסיטת קלן, גילו כעת ששעוני הזדקנות מודדים למעשה את העלייה בשינויים סטוכסטיים בתאים. המחקר פורסם לאחרונה ב הזדקנות הטבע.
"ההזדקנות מופעלת כאשר אבני הבניין בתאים שלנו נפגעות. המקום בו מתרחש נזק זה הוא ברובו אקראי. העבודה שלנו משלבת את דיוק של שעונים מזדקנים עם הצטברות של שינויים סטוכסטיים לחלוטין בתאים שלנו", אמר פרופסור שומאכר.
פחות בדיקות, יותר רעש
עם העלייה בגיל, השליטה בתהליכים המתרחשים בתאים שלנו הופכת פחות יעילה, וכתוצאה מכך תוצאות סטוכסטיות יותר. זה בולט במיוחד בהצטברות של שינויים סטוכסטיים ב DNA מתילציה. מתילציה מתייחסת לשינויים הכימיים המשפיעים על ה-DNA, אבני הבניין של הגנום. תהליכי מתילציה אלו מוסדרים בקפדנות בתוך הגוף. עם זאת, במהלך חייו של האדם מתרחשים שינויים אקראיים בדפוסי המתילציה. הצטברות שונות היא אינדיקטור מדויק מאוד לגילו של אדם.
אובדן השליטה על התאים והעלייה בשונות הסטוכסטית אינם מוגבלים למתילציה של DNA. מאייר ושומאכר מדגימים שהעלייה בווריאציות סטוכסטיות גם בפעילות הגנים יכולה לשמש כשעון מזדקן. "באופן עקרוני זה יהיה אפשרי לקחת את זה אפילו רחוק יותר, ולאפשר לשונות הסטוכסטיות בכל תהליך בתא לחזות את הגיל", אמר שומאכר. לדברי המחברים, חשוב יותר מכל לוודא אם שעוני הזדקנות כאלה יכולים להראות את הצלחתן של התערבויות שמאטות את תהליך ההזדקנות או גורמים מזיקים שמאיצים את ההזדקנות.
באמצעות מערכי הנתונים הזמינים, המדענים הראו כי עישון מגביר את השינויים האקראיים בבני אדם וכי התערבויות 'אנטי אייג'ינג' כמו צריכת קלוריות נמוכה יותר בעכברים מפחיתות את השונות בדפוסי המתילציה. הם גם הראו שהרעש הסטוכסטי אפילו הפיך באמצעות תכנות מחדש של תאי גוף לתאי גזע. המדענים השוו פיברובלסטים אנושיים מהעור שתוכנתו מחדש לתאי גזע וכתוצאה מהתכנות מחדש הם מתחדשים. השונות הגבוהה המעידה על גיל תאי הגוף אכן התהפכה לרעש הסטוכסטי הנמוך של תאי גזע צעירים.
מאייר ושומאכר מקווים שהממצאים שלהם על אובדן הרגולציה והווריאציות הסטוכסטיות המצטברות יובילו להתערבויות חדשות שיכולות להתמודד עם שורש ההזדקנות ואף עשויות להוביל להתחדשות תאית. יעד להתערבויות כאלה יכול להיות תיקון שינויים סטוכסטיים ב-DNA או שליטה משופרת של ביטוי גנים.
