Biomarkers of aging
முதுமையின் பயோமார்க்கர்கள் பயோமார்க்கர்கள் ஆகும், அவை காலவரிசை வயதை விட சில பிற்கால வயதில் செயல்பாட்டு திறனை நன்கு கணிக்க முடியும். மற்றொரு வழியில் கூறப்பட்டபடி, வயதான உயிரியல் குறிப்பான்கள் உண்மையான "உயிரியல் வயதை" கொடுக்கும், இது காலவரிசை வயதிலிருந்து வேறுபட்டிருக்கலாம். முதுமையின் சரிபார்க்கப்பட்ட பயோமார்க்கர்கள் ஆயுட்காலம் நீட்டிக்க சோதனை தலையீடுகளை அனுமதிக்கும், ஏனெனில் பயோமார்க்கர்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உயிரினத்தின் ஆயுட்காலம் முழுவதும் கவனிக்கப்படும். அதிகபட்ச ஆயுட்காலம் வயதான உயிரியல்புள்ளிகளை சரிபார்க்கும் ஒரு வழிமுறையாக இருந்தாலும், மனிதர்கள் போன்ற நீண்டகால உயிரினங்களுக்கு இது ஒரு நடைமுறை வழிமுறையாக இருக்காது, ஏனெனில் நீளமான ஆய்வுகள் அதிக நேரம் எடுக்கும். வெறுமனே, வயதான பயோமார்க்கர்கள் வயதான உயிரியல் செயல்முறையை மதிப்பீடு செய்ய வேண்டும், நோய்க்கு ஒரு முன்கணிப்பு அல்ல, உயிரினத்தில் மதிப்பீடு செய்ய குறைந்தபட்ச அளவு அதிர்ச்சியை ஏற்படுத்த வேண்டும், மேலும் உயிரினத்தின் ஆயுட்காலம் ஒப்பிடும்போது குறுகிய இடைவெளியில் இனப்பெருக்கம் செய்யக்கூடிய வகையில் அளவிடப்பட வேண்டும். ஒரு உயிரினத்திற்கான பயோமார்க்கர் தரவுகளின் தொகுப்பை அதன் "வயது வகை" என்று அழைக்கலாம். வயதாகும்போது முடி நரைப்பது அதிகரித்தாலும், முடி நரைவதை வயதான ஒரு பயோமார்க்கர் என்று அழைக்க முடியாது. இதேபோல், சரும சுருக்கங்கள் மற்றும் வயதானவுடன் காணப்படும் பிற பொதுவான மாற்றங்கள் காலவரிசை வயதை விட எதிர்கால செயல்பாட்டின் சிறந்த குறிகாட்டிகள் அல்ல. உயிரியல் மரபியல் வல்லுநர்கள் முதுமையின் உயிரியல் குறிப்பான்களைக் கண்டுபிடித்து சரிபார்க்க தொடர்ந்து முயற்சிகளை மேற்கொண்டுள்ளனர், ஆனால் இதுவரை வெற்றி குறைவாகவே உள்ளது. நடுத்தர வயது எலிகளின் எதிர்பார்க்கப்படும் ஆயுட்காலம் குறித்து நல்ல கணிப்புகளை வழங்க சிடி4 மற்றும் சிடி8 நினைவக டி செல்கள் மற்றும் அப்பாவித்தனமான டி செல்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பெரிய தரவு பகுப்பாய்வின் முன்னேற்றங்கள் புதிய வகையான "வயதான கடிகாரங்களை" உருவாக்க அனுமதித்தன. எபிஜெனெடிக் கடிகாரம் வயதான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய பயோமார்க்கர் மற்றும் மனித காலவரிசை வயதை துல்லியமாக கணிக்க முடியும். காலவரிசைப்படி வயதை துல்லியமாக கணிக்க அடிப்படை இரத்த உயிர்வேதியியல் மற்றும் உயிரணு எண்ணிக்கையையும் பயன்படுத்தலாம். தென் கொரிய, கனேடிய மற்றும் கிழக்கு ஐரோப்பிய மக்கள்தொகையிலிருந்து பெரிய தரவுத்தொகுப்புகளில் ஹெமடாலஜிக்கல் கடிகாரத்தைப் பற்றிய மேலும் ஆய்வுகள், வயதான உயிரியல்புள்ளிகள் மக்கள்தொகை-குறிப்பிட்டதாகவும், இறப்பை முன்கணிப்பதாகவும் இருக்கலாம் என்பதை நிரூபித்தன. டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக் கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தி மனித காலவரிசை வயதைக் கணிக்கவும் முடியும். எபிஜெனெடிக் குறி ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு வயதான உயிரணுக்களின் ஆய்வுகளில் காணப்படும் ஒரு புதிய எபிஜெனெடிக் குறி ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு ஆகும். ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு உயிரணு பிரிவினையுடன் தொடர்புடையது என்பதை பெரும்பாலான சான்றுகள் காட்டுகின்றன. வயதான மற்றும் ஈஸ்ட் பிரிப்பதில் எம்என்ஏஸ்-செக் (மைக்ரோகோக்கல் நியூக்ளீஸ் வரிசைமுறை) ~50% இன் நியூக்ளியோசோம்களின் இழப்பைக் காட்டியது. ஈஸ்டில் சரியான ஹிஸ்டோன் அளவு முக்கியமானது, இது ஹிஸ்டோன்களை அதிகமாக வெளிப்படுத்தும் விகாரங்களில் காணப்படும் நீட்டிக்கப்பட்ட ஆயுட்காலம் காட்டுகிறது. ஈஸ்டில் ஹிஸ்டோன் இழப்பின் விளைவாக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனின் பெருக்கம் உள்ளது. இளைய உயிரணுக்களில், வயதுக்கு ஏற்ப மிகவும் தூண்டப்படும் மரபணுக்கள் குறிப்பிட்ட குரோமாட்டின் கட்டமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது தெளிவற்ற அணு நிலைப்படுத்தல், ஊக்குவிப்பாளரின் நியூக்ளியோசோம் குறைக்கப்பட்ட பகுதி (என். டி. ஆர்) இல்லாதது, பலவீனமான குரோமாட்டின் கட்டம், டாடா கூறுகளின் அதிக அதிர்வெண் மற்றும் அடக்குமுறை குரோமாட்டின் காரணிகளின் அதிக ஆக்கிரமிப்பு போன்றவை. இருப்பினும், பழைய உயிரணுக்களில், புரோமோட்டரில் அதே மரபணுக்கள் நியூக்ளியோசோம் இழப்பு மிகவும் பரவலாக உள்ளது, இது இந்த மரபணுக்களின் அதிக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த நிகழ்வு ஈஸ்டில் மட்டுமல்லாமல், வயதான புழுக்களிலும், மனித டிப்ளாய்டு முதன்மை ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களின் வயதான காலத்திலும், வயதான மனித உயிரணுக்களிலும் காணப்படுகிறது. மனித முதன்மை ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களில், புதிய ஹிஸ்டோன்களின் குறைக்கப்பட்ட தொகுப்பு டிஎன்ஏ சேத பதிலை செயல்படுத்தும் சுருக்கப்பட்ட டெலோமியர்களின் விளைவாகக் காணப்பட்டது. கோர் ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு பல உயிரினங்களில் வயதான பொதுவான எபிஜெனெடிக் அடையாளமாக இருக்கலாம். ஹிஸ்டோன் மாறுபாடுகள் மைய ஹிஸ்டோன்கள், H2A, H2B, H3 மற்றும் H4 ஆகியவற்றுடன் கூடுதலாக, ஹிஸ்டோன் புரதங்களின் பிற பதிப்புகள் உள்ளன, அவை அவற்றின் வரிசையில் கணிசமாக வேறுபடலாம் மற்றும் குரோமாட்டின் இயக்கவியலை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு முக்கியமானவை. ஹிஸ்டோன் எச்3 என்பது ஹிஸ்டோன் எச்3 இன் ஒரு மாறுபாடு ஆகும், இது இனப்பெருக்கம் இல்லாமல் மரபணுவில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது சென்சென்ட் மனித உயிரணுக்களின் குரோமாடினில் காணப்படும் ஹிஸ்டோன் எச் 3 இன் முக்கிய வடிவமாகும், மேலும் அதிகப்படியான எச் 3 சென்சென்ஸை இயக்க முடியும் என்று தெரிகிறது. ஹிஸ்டோன் 2 இன் பல வகைகள் உள்ளன, வயதானதில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க ஒன்று மேக்ரோ எச் 2 ஏ ஆகும். மேக்ரோ H2A இன் செயல்பாடு பொதுவாக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் சைலன்சிங் என்று கருதப்படுகிறது; மிக சமீபத்தில், செனசென்ஸ்-அசோசியேட்டட் ஹெட்டோரோக்ரோமாட்டின் ஃபோசி (SAHF) இல் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனை அடக்குவதில் மேக்ரோ H2A முக்கியமானது என்று பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. மேக்ரோ எச் 2 ஏ கொண்ட குரோமாட்டின் ஏடிபி-சார்ந்த மறுவடிவமைப்பு புரதங்களுக்கும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணிகளின் பிணைப்புக்கும் ஊடுருவாது. ஹிஸ்டோன் மாற்றங்கள் ஹிஸ்டோன்களின் அதிகரித்த அசிட்டிலேஷன் குரோமாடின் ஒரு உயிரினத்தின் வயதாகும்போது மிகவும் நறுமண நிலையை எடுக்க பங்களிக்கிறது, இது ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு காரணமாக காணப்பட்ட அதிகரித்த டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனைப் போன்றது. வயதான காலத்தில் H3K56ac அளவுகளில் குறைப்பு மற்றும் H4K16ac அளவுகளில் அதிகரிப்பு உள்ளது. பழைய ஈஸ்ட் செல்களில் அதிகரித்த H4K16ac என்பது HDAC சர் 2 இன் அளவுகளில் சரிவுடன் தொடர்புடையது, இது அதிகப்படியான வெளிப்பாட்டின் போது ஆயுட்காலம் அதிகரிக்கும். ஹிஸ்டோன்களின் மெத்திலேற்றம் பல உயிரினங்களில் ஆயுட்காலம் கட்டுப்பாட்டுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, குறிப்பாக H3K4me3, ஒரு செயல்பாட்டு குறி, மற்றும் H4K27me3, ஒரு அடக்குதல் குறி. சி. எலிகான்ஸில், WDR-5 மற்றும் மெத்தில் டிரான்ஸ்ஃபெரேஸ்கள் SET-2 மற்றும் ASH-2 போன்ற H3K4 இன் ட்ரைமெத்திலேஷனை ஊக்குவிக்கும் மூன்று டிரிதோராக்ஸ் புரதங்களில் ஏதேனும் ஒரு இழப்பு, H3K4me3 இன் அளவைக் குறைத்து ஆயுட்காலம் அதிகரிக்கிறது. எச்3கே4மீ3, ஆர். பி.-2 ஐ டெமெத்திலேட் செய்யும் நொதியின் இழப்பு, சி. எலிகான்களில் எச்3கே4மீ3 அளவை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அவற்றின் ஆயுட்காலம் குறைகிறது. ரீசஸ் மக்காக் மூளை முன்முனை புறணி, H3K4me2 பிரசவத்திற்குப் பிந்தைய வளர்ச்சி மற்றும் வயதான போது ஊக்குவிப்பாளர்கள் மற்றும் மேம்பாட்டாளர்களிடம் அதிகரிக்கிறது. இந்த அதிகரிப்புகள் படிப்படியாக மிகவும் சுறுசுறுப்பான மற்றும் படியெடுத்தல் அணுகக்கூடிய (அல்லது திறந்த) குரோமாட்டின் கட்டமைப்புகளை பிரதிபலிக்கின்றன, அவை பெரும்பாலும் டிஎன்ஏ சேத பதில் போன்ற மன அழுத்த பதில்களுடன் தொடர்புடையவை. இந்த மாற்றங்கள் உயிரினம் உருவாகும்போது மற்றும் வயதாகும்போது அனுபவிக்கும் அழுத்தங்கள் மற்றும் சேதங்களின் எபிஜெனெடிக் நினைவகத்தை உருவாக்கலாம். UTX-1, ஒரு H3K27me3 டெமெத்திலேஸ், C.elegans இன் வயதானதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறதுஃ அதிகரித்த UTx-1 வெளிப்பாடு H3K27me3 இன் குறைப்பு மற்றும் ஆயுட்காலம் குறைவதுடன் தொடர்புபடுத்துகிறது. யுடிஎக்ஸ்-1 நாக் டவுன்கள் ஆயுட்காலம் அதிகரிப்பதைக் காட்டியது H3K27me3 அளவுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் ட்ரோசோபிலா மற்றும் மனிதர்களில் வயதான உயிரணுக்களிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. டிஎன்ஏ மெத்திலேஷன் என்பது பாலூட்டி உயிரணுக்களில் ஒரு பொதுவான மாற்றமாகும். சைட்டோசின் காரம் மெத்திலேற்றப்பட்டு 5-மெத்தில்சைட்டோசின் ஆகிறது, பெரும்பாலும் சிபிஜி சூழலில் இருக்கும்போது. சி. பி. ஜி தீவுகளின் ஹைப்பர்மெத்திலேஷன் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் அடக்குமுறையுடன் தொடர்புடையது மற்றும் இந்த தளங்களின் ஹைப்போமெத்திலேஷன் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடையது. எலிகள், எலிகள், பசுக்கள், வெள்ளெலிகள் மற்றும் மனிதர்கள் போன்ற பல உயிரினங்களில் வயதானபோது டிஎன்ஏ மெத்திலேஷன் இழப்பு ஏற்படுவதாக பல ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. DNMT1 மற்றும் DNMT3a வயதானவுடன் குறைந்து DNMT3b அதிகரிக்கிறது என்றும் காட்டப்பட்டுள்ளது. டிஎன்ஏவின் ஹைபோமெத்திலேஷன் மரபணு ஸ்திரத்தன்மையைக் குறைக்கும், மாற்றக்கூடிய கூறுகளை மீண்டும் செயல்படுத்தத் தூண்டும், மேலும் முத்திரை இழப்பை ஏற்படுத்தும், இவை அனைத்தும் புற்றுநோய் முன்னேற்றம் மற்றும் நோய்க்கிருமிகளுக்கு பங்களிக்கும். நோயெதிர்ப்பு பயோமார்க்கர்கள் புற இரத்தத்தில் செனஸன்ட் சிடி8 + டி செல்களின் அதிகரித்த அதிர்வெண் நீரிழிவு நோய்க்கு முந்தைய நிலையில் இருந்து ஹைப்பர் கிளைசீமியாவின் வளர்ச்சியுடன் தொடர்புடையது என்று சமீபத்திய தரவு தெரிவிக்கிறது, இது வளர்சிதை மாற்ற வயதானதில் முதுமை ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது. முன்கூட்டிய நீரிழிவு நோயிலிருந்து வெளிப்படையான ஹைப்பர் கிளைசீமியாவுக்கு மாறுவதைக் குறிக்க சென்சென்ட் சிடி8 + டி செல்கள் ஒரு பயோமார்க்கராகப் பயன்படுத்தப்படலாம். சமீபத்தில், ஹாஷிமோட்டோ மற்றும் சக ஊழியர்கள் ஒற்றை செல் தீர்மானத்தில் சூப்பர் சென்டெனேரியன்களிலிருந்து ஆயிரக்கணக்கான சுழலும் நோயெதிர்ப்பு செல்களை விவரித்தனர். இந்த சூப்பர் சென்டெனேரியன்களில் சைட்டோடாக்ஸிக் சிடி 4 டி செல்களில் ஒரு தனித்துவமான அதிகரிப்பு இருப்பதை அவர்கள் அடையாளம் கண்டனர். பொதுவாக, சிடி4 டி-செல்கள் உதவியாளர்களைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் சைட்டோடாக்ஸிக் அல்ல, உடலியல் நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுகின்றன, இருப்பினும் இந்த சூப்பர் சென்டெனேரியன்கள், தங்கள் டி-செல் ஏற்பிகளின் ஒற்றை செல் விவரக்குறிப்புக்கு உட்பட்டு, குளோனல் விரிவாக்கம் மூலம் சைட்டோடாக்ஸிக் சிடி4 டி-செல்களின் குவிப்புகளை வெளிப்படுத்தினர். உதவியாளர் சிடி4 டி-செல்களை சைட்டோடாக்ஸிக் வகையாக மாற்றுவது, நோய்த்தொற்றுகளை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கும் கட்டி கண்காணிப்பை மேம்படுத்துவதற்கும் உதவும் வயதான பிற்பகுதியில் ஒரு தழுவலாக இருக்கலாம். வயதான பயோமார்க்கர்களின் பயன்பாடுகள் டிஎன்ஏ மெத்திலேஷன், ஹிஸ்டோன்களின் இழப்பு மற்றும் ஹிஸ்டோன் மாற்றம் ஆகியவை வயதான சாத்தியமான பயோமார்க்கர்களாக அடையாளம் காணப்பட்ட முக்கிய வழிமுறைகள் ஆகும். வயதான உயிரியல் குறியீடுகளுக்கான பயன்பாடுகள் எங்கும் நிறைந்துள்ளன, மேலும் உயிரியல் வயதான ஒரு உடல் அளவுருவை அடையாளம் காண்பது மனிதர்கள் நமது உண்மையான வயது, இறப்பு மற்றும் நோயுற்ற தன்மையை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கும். இயற்பியல் பயோமார்க்கரில் ஏற்படும் மாற்றம் இனங்களின் வயதில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்க வேண்டும். இவ்வாறு முதுமையின் உயிரியல் அடையாளத்தை நிறுவிய பிறகு, மனிதர்கள் ஆயுட்காலத்தை நீட்டிப்பது மற்றும் சாத்தியமான மரபணு நோய்கள் எழுவதற்கான காலக்கெடுவைக் கண்டுபிடிப்பது குறித்த ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட முடியும். இந்த கண்டுபிடிப்பின் பயன்பாடுகளில் ஒன்று ஒரு நபரின் உயிரியல் வயதை அடையாளம் காண அனுமதிக்கும். டிஎன்ஏ மெத்திலேஷன் ஒரு வயதை தீர்மானிக்க வாழ்க்கையின் பல்வேறு கட்டங்களில் டிஎன்ஏவின் கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. டிஎன்ஏ மெத்திலேஷன் என்பது சிஜி அல்லது சிபிஜி பகுதியில் உள்ள சிஸ்டைனின் மெத்திலேஷன் ஆகும். இந்த பிராந்தியத்தின் ஹைபர்மெத்திலேஷன் குறைக்கப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடையது மற்றும் ஹைபோமெத்திலேஷனுக்கு நேர்மாறானது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், டிஎன்ஏ பகுதியை எவ்வளவு இறுக்கமாக வைத்திருக்கிறதோ, அவ்வளவு நிலையான மற்றும் "இளைய" இனங்கள். திசுக்களில் உள்ள டிஎன்ஏ மெத்திலேசனின் பண்புகளைப் பார்க்கும்போது, இது கரு திசுக்களுக்கு கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது, இது வயதின் முடுக்கத்தைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் முடிவுகளை சிம்பன்சி திசுக்களில் இனப்பெருக்கம் செய்யலாம். மேலும் காண்க எபிஜெனெடிக் கடிகாரம் வயதானவரின் அடையாளங்கள் பயோமார்க்கர் (மருத்துவம்) செனெசென்ஸ் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் பயோமார்க்கர்கள் ஆஃப் ஏஜிங் நியூஸ் அட்வைசரி நேஷனல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆன் ஏஜிங் பயோஜெரண்டாலஜி பிசியாலஜி செனெசென்ஸ் பயோமார்க்கர்கள்