راز طول عمر متفاوت سگ‌ها؛ چرا نژادهای بزرگ در سطح مولکولی سریعتر پیر می‌شوند؟
زومیت: سگ های بزرگ عمر کوتاه تری دارند. اکنون با بررسی تغییرات DNA، محققان به سرنخ های کلیدی در مورد تفاوت سرعت پیری سگ های بزرگ و کوچک دست یافته اند.
طول عمر سگ های بزرگ معمولا کوتاه تر از سگ های کوچک است. گریت دین ها و ماستیف ها به ندرت بیش از یک دهه عمر می کنند، در حالی که چیهواهواها می توانند دو برابر بیشتر عمر کنند. دلیل دقیق این تفاوت هنوز نامشخص است، اما یافته های تحقیقات جدید نشان می دهد که سگ های بزرگ در سطح مولکولی سریعتر پیر می شوند و تغییرات شیمیایی دیDNA ممکن است بخشی از این تفاوت را توضیح دهد.
به گزارش لایو ساینس، محققان در مطالعه جدید تغییرات شیمیایی سگ ها را مورد بررسی قرار دادند. این تغییرات که متیلاسیون DNA نامیده می شود، زمانی رخ می دهد که گروه های شیمیایی کوچکی به نام گروه های متیل دیNA اضافه شوند. این تغییرات می‌تواند بر دسترسی پروتئین‌های دینا تأثیر بگذارد و فعالیت ژن‌ها تأثیر داشته باشد و به تنظیم بیان ژن‌ها کمک کند.
الگوی متیلاسیون دینا با افزایش سن به طور قابل پیش بینی تغییر می کند. با بررسی این تغییرات، دانشمندان ساعت های اپی ژنتیکی ساخته اند. ابزارهای مورد استفاده برای تخمین سن بیولوژیکی موجودات. برخلاف سن تقویمی، سن بیولوژیکی بازتابی از وضعیت بدن و تغییرات مرتبط با روند پیری است.
بلیز مارینر، زیست‌شناس دانشگاه ایالتی آریزونا و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «در مطالعات روی گونه‌های مختلف، از جمله انسان، دانشمندان از داده‌های اپی ژنتیک برای ساخت ساعت‌هایی استفاده کرده‌اند که روند پیری را ردیابی می‌کنند.
سگ های بزرگ در هر سال زندگی سریعتر از سگ های کوچک پیر می شوند
سگ ها به دلیل اطلاعاتی که صاحبانشان در مورد رژیم غذایی، سبک زندگی و وضعیت سلامتی خود ثبت می کنند، گزینه خوبی برای مطالعه پیری هستند. مارینر و همکارانش با استفاده از نمونه‌های خون ۸۹۴ سگ شرکت‌کننده در پروژه مطالعه طولانی‌مدت پیری سگ‌ها در دانشگاه واشنگتن، ساعت‌های اپی ژنتیک را توسعه دادند. نمونه‌ها سپس به محققان اجازه دادند تا تغییرات مرتبط با سن را در سلول‌های ایمنی خون سگ‌ها بررسی کنند. این سلول ها در سراسر بدن فعال هستند و به همین دلیل محققان آنها را شاخص مناسبی برای ارزیابی پیری در کل بدن می دانند.
نتایج نشان داد که تغییرات متیلاسیون دینا ارتباط نزدیکی با پیری بیولوژیکی دارد. سگ هایی با سن اپی ژنتیکی بالاتر از حد انتظار، خطر مرگ به هر علتی را داشتند. مقایسه سگ ها با اندازه های مختلف نیز نشان داد که سرعت پیری آنها یکسان نیست. نوآ اسنایدرمکلر، ژنومیست دانشگاه ایالتی آریزونا و یکی از نویسندگان این مطالعه، می گوید: «بر اساس نشانگر زیستی ما، ساعت اپی ژنتیک، سگ های بزرگ در هر سال کمی سریعتر از سگ های کوچک پیر می شوند.
کاهش گروه های متیل در بخش هایی از دی. عناصر به اصطلاح قابل انتقال از جمله تغییرات اپی ژنتیکی هستند که با اندازه بزرگتر همراه هستند. این عناصر که به «ژن های پرشی» نیز معروف هستند، امکان حرکت در ژنوم را دارند. اگرچه گروه های متیل به مهار این انتقال کمک می کنند، اما از دست دادن متیلاسیون می تواند این ژن ها را بیش از حد فعال کند و علاوه بر آسیب به ژن های دیگر باعث التهاب شود. روندی که با افزایش سن تشدید می شود.
بر این اساس، محققان پیشنهاد می کنند که فعالیت کنترل نشده ژن های جهش یافته به پیر شدن سریع سگ های بزرگ کمک می کند. با این حال، یافته های مطالعه به تنهایی این رابطه احتمالی را به عنوان یک علت قطعی اثبات نمی کند.
محققان همچنین تغییرات دیگری در دیآنها سگ های پیر را مشاهده کردند. به عنوان مثال، متیلاسیون در برخی از مناطق ژنوم که گروه های متیل کمتری داشتند با افزایش سن افزایش یافت. در حالی که مناطق با متیلاسیون بالا به تدریج بخشی از گروه های متیل خود را از دست دادند. همچنین سلول‌های ایمنی سگ‌ها از نظر الگوهای اپی ژنتیکی با افزایش سن شباهت بیشتری به یکدیگر پیدا کردند.
مارینر این پدیده به نام «از دست دادن هویت سلولی» را یکی از فرضیه های مهم تغییرات بدن در روند پیری می داند. سلول های ایمنی برای کارهای خاصی مانند مبارزه با سرطان یا کشتن ویروس ها تخصصی می شوند. تحقیقات نشان می دهد که شباهت بیشتر این سلول ها به یکدیگر ممکن است توانایی آنها را در انجام وظایف خاص کاهش دهد.
انسان ها برای نسل ها سگ های بزرگتر را پرورش می دهند. اسنایدرمکلر پیشنهاد می کند که این افق میهن برای افزایش سایز بدن ممکن است برای سلامت سگ ها هزینه داشته باشد. او توضیح می دهد که بدن باید بین رشد سریع، نگهداری بافت و سرمایه گذاری در سیستم ایمنی و یکپارچگی بدن تعادل ایجاد کند. اما این توضیح در حال حاضر تنها یک فرضیه است. زیرا تحقیقات فعلی به طور مستقیم علت تفاوت در پیری اپی ژنتیک سگ های بزرگ و کوچک را بررسی نکرده است.
این گروه تحقیقاتی قصد دارد با استخدام سگ های بیشتر و دنبال کردن آنها در دوره های طولانی تر، ساعت های اپی ژنتیک دقیق تری بسازد. اسنایدرمکلر می‌گوید مدل‌های فعلی تنها بخشی از تفاوت‌های سنی اپی ژنتیکی در سگ‌ها را توضیح می‌دهند. محققان همچنین می‌خواهند مدل‌های پیش‌بینی‌کننده بسازند تا به صاحبان سگ کمک کنند تا مشکلات سلامتی مرتبط با سن را زود تشخیص دهند.
سگ ها به برخی بیماری های انسانی مبتلا می شوند و محیط زندگی مشترکی با انسان دارند. به گفته اسنایدرمکلر، بررسی مولکولی تأثیر عوامل محیطی و تجربیات زندگی بر سلامت و پیری سگ‌ها می‌تواند به درک بهتر تأثیر این عوامل بر روی انسان‌هایی که در محیط‌های مشابه زندگی می‌کنند کمک کند. در نتیجه، یافته های چنین تحقیقاتی ممکن است به درک بهتر پیری انسان نیز کمک کند.
