Biomarkers of aging
عمر بڑھنے کے بائیو مارکر بائیو مارکر ہوتے ہیں جو کچھ بعد کی عمر میں کلونولوجیکل عمر سے بہتر فعال صلاحیت کی پیش گوئی کر سکتے ہیں۔ دوسرے طریقے سے بیان کیا گیا، عمر بڑھنے کے بائیو مارکر حقیقی "حیاتیاتی عمر" دیں گے، جو تاریخی عمر سے مختلف ہو سکتی ہے۔ عمر بڑھنے کے تصدیق شدہ بائیو مارکر عمر کو بڑھانے کے لیے جانچ کی مداخلتوں کی اجازت دیں گے، کیونکہ بائیو مارکر میں تبدیلیاں جاندار کی پوری عمر میں قابل مشاہدہ ہوں گی۔ اگرچہ زیادہ سے زیادہ عمر عمر بڑھنے کے بائیو مارکروں کی توثیق کرنے کا ایک ذریعہ ہوگا، لیکن یہ انسانوں جیسی طویل عرصے تک رہنے والی انواع کے لیے عملی ذریعہ نہیں ہوگا کیونکہ طول البلد مطالعات میں بہت زیادہ وقت لگے گا۔ مثالی طور پر، بڑھاپے کے بائیو مارکروں کو بڑھاپے کے حیاتیاتی عمل کی جانچ کرنی چاہیے نہ کہ بیماری کی پیش گوئی، حیاتیات میں جانچ کے لیے کم سے کم صدمے کا سبب بننا چاہیے، اور حیاتیات کی عمر کے مقابلے میں مختصر وقفے کے دوران دوبارہ قابل پیمائش ہونا چاہیے۔ کسی جاندار کے لیے بائیو مارکر ڈیٹا کے مجموعے کو اس کا "ایجٹائپ" کہا جا سکتا ہے۔ اگرچہ بالوں کا سفید ہونا عمر کے ساتھ بڑھتا ہے، لیکن بالوں کے سفید ہونے کو بڑھاپے کا بائیو مارکر نہیں کہا جا سکتا۔ اسی طرح، جلد کی جھریاں اور عمر بڑھنے کے ساتھ نظر آنے والی دیگر عام تبدیلیاں مستقبل کی فعالیت کے بہتر اشارے نہیں ہیں۔ حیاتیات کے ماہرین نے عمر بڑھنے کے بائیو مارکروں کو تلاش کرنے اور ان کی توثیق کرنے کی کوششیں جاری رکھی ہیں، لیکن اب تک کامیابی محدود رہی ہے۔ درمیانی عمر کے چوہوں کی متوقع عمر کی اچھی پیش گوئیاں کرنے کے لیے سی ڈی 4 اور سی ڈی 8 میموری ٹی خلیوں اور سادہ ٹی خلیوں کی سطحوں کا استعمال کیا گیا ہے۔ بڑے اعداد و شمار کے تجزیے میں پیشرفت نے نئی قسم کی "عمر رسیدہ گھڑیوں" کو تیار کرنے کی اجازت دی۔ ایپیجینیٹک گھڑی عمر بڑھنے کا ایک امید افزا بائیو مارکر ہے اور انسانی تاریخی عمر کی درست پیش گوئی کر سکتی ہے۔ خون کی بنیادی بائیو کیمسٹری اور خلیوں کی گنتی کو بھی تاریخی عمر کی درست پیش گوئی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جنوبی کوریا، کینیڈا اور مشرقی یورپی آبادیوں کے بڑے ڈیٹا سیٹوں پر ہیماتولوجیکل گھڑی کے مزید مطالعات سے یہ ظاہر ہوا ہے کہ بڑھاپے کے بائیو مارکر آبادی کے لحاظ سے مخصوص اور اموات کی پیش گوئی کر سکتے ہیں۔ ٹرانسکرپٹومیک گھڑی کا استعمال کرتے ہوئے انسانی تاریخی عمر کی پیش گوئی کرنا بھی ممکن ہے۔ ایپیجینیٹک نشان ہسٹونز کا نقصان عمر رسیدہ خلیوں کے مطالعے میں پایا جانے والا ایک نیا ایپیجینیٹک نشان ہسٹونز کا نقصان ہے۔ زیادہ تر شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ ہسٹون کے نقصان کا تعلق خلیوں کی تقسیم سے ہے۔ خمیر کی عمر بڑھنے اور تقسیم کرنے میں ایم این اے ایس-سی کیو (مائیکروکوکل نیوکلیز سیکوینسنگ) نے ~50% کے نیوکلیوسومز کا نقصان ظاہر کیا۔ خمیر میں مناسب ہسٹون کی خوراک اہم ہے جیسا کہ ہسٹون کو حد سے زیادہ ظاہر کرنے والے تناؤ میں نظر آنے والے توسیعی عمر سے ظاہر ہوتا ہے۔ خمیر میں ہسٹون کے نقصان کا نتیجہ نقل کی وسعت ہے۔ چھوٹے خلیوں میں، جو جین عمر کے ساتھ سب سے زیادہ متاثر ہوتے ہیں ان میں کرومیٹن کے مخصوص ڈھانچے ہوتے ہیں، جیسے فجی نیوکلیئر پوزیشننگ، پروموٹر پر نیوکلیوسوم ڈیپلیٹڈ ریجن (این ڈی آر) کی کمی، کمزور کرومیٹن فیزنگ، ٹی اے ٹی اے عناصر کی زیادہ تعدد، اور جابرانہ کرومیٹن عوامل کا زیادہ قبضہ۔ تاہم، پرانے خلیوں میں، پروموٹر پر وہی جین نیوکلیوسوم کا نقصان زیادہ عام ہوتا ہے جس کی وجہ سے ان جینوں کی زیادہ نقل ہوتی ہے۔ یہ رجحان نہ صرف خمیر میں دیکھا جاتا ہے، بلکہ عمر رسیدہ کیڑوں میں، انسانی ڈپلوئڈ پرائمری فائبربلاسٹ کی عمر بڑھنے کے دوران، اور سنسینٹ انسانی خلیوں میں بھی دیکھا گیا ہے۔ انسانی پرائمری فائبربلاسٹس میں، نئے ہسٹونز کی کم ترکیب کو مختصر ٹیلومیرز کا نتیجہ دیکھا گیا جو ڈی این اے کے نقصان کے ردعمل کو متحرک کرتے ہیں۔ کور ہسٹونز کا نقصان بہت سے حیاتیات میں عمر بڑھنے کا ایک عام ایپیجینیٹک نشان ہو سکتا ہے۔ بنیادی ہسٹون، H2A، H2B، H3، اور H4 کے علاوہ، ہسٹون پروٹین کے دیگر ورژن بھی ہیں جو اپنی ترتیب میں نمایاں طور پر مختلف ہو سکتے ہیں اور کرومیٹن ڈائنامکس کو منظم کرنے کے لیے اہم ہیں۔ ہسٹون H3.3 ہسٹون H3 کی ایک قسم ہے جو نقل سے آزاد جینوم میں شامل ہوتی ہے۔ یہ ہسٹون H3 کی بڑی شکل ہے جو سنسینٹ انسانی خلیوں کے کرومیٹن میں نظر آتی ہے، اور ایسا معلوم ہوتا ہے کہ اضافی H3.3 سنسینس کو چلا سکتا ہے۔ ہسٹون 2 کی متعدد قسمیں ہیں، جو عمر بڑھنے میں سب سے زیادہ نمایاں طور پر ملوث ہے وہ میکرو ایچ 2 اے ہے۔ میکرو ایچ 2 اے کا فنکشن عام طور پر ٹرانسکرپشنل سائلنسنگ سمجھا جاتا ہے۔ حال ہی میں، یہ تجویز کیا گیا ہے کہ میکرو ایچ 2 اے سینسینس سے وابستہ ہیٹروکرومیٹن فوکی (ایس اے ایچ ایف) میں ٹرانسکرپشن کو دبانے میں اہم ہے۔ کرومیٹن جس میں میکرو ایچ 2 اے ہوتا ہے، اے ٹی پی پر منحصر ری ماڈلنگ پروٹین اور ٹرانسکرپشن عوامل کے پابند ہونے کے لیے ناقابل تسخیر ہوتا ہے۔ ہسٹون میں تبدیلیاں ہسٹون کی بڑھتی ہوئی ایسیٹیلیشن کرومیٹن کو ایک جاندار کی عمر کے طور پر زیادہ یوکرومیٹک حالت لینے میں معاون ہے، جو ہسٹون کے نقصان کی وجہ سے نظر آنے والے ٹرانسکرپشن کی طرح ہے۔ عمر بڑھنے کے دوران H3K56ac کی سطح میں کمی اور H4K16ac کی سطح میں اضافہ بھی ہوتا ہے۔ خمیر کے پرانے خلیوں میں H4K16ac میں اضافہ ایچ ڈی اے سی سر 2 کی سطح میں کمی سے وابستہ ہے، جو زیادہ اظہار ہونے پر عمر میں اضافہ کر سکتا ہے۔ ہسٹون کی میتھیلیشن کو بہت سے حیاتیات میں زندگی کے وقفے کے ضابطے سے منسلک کیا گیا ہے، خاص طور پر H3K4me3، ایک فعال نشان، اور H4K27me3، ایک دبانے والا نشان۔ سی ایلیگنس میں، تین ٹرائتھوریکس پروٹینوں میں سے کسی کا نقصان جو H3K4 کی ٹرائمیتھیلیشن کو متحرک کرتا ہے جیسے کہ WDR-5 اور میتھائل ٹرانسفرسز SET-2 اور ASH-2، H3K4me3 کی سطح کو کم کرتا ہے اور عمر میں اضافہ کرتا ہے۔ ایچ 3 کے 4 می 3، آر بی-2 کو ڈیمیتھیلیٹ کرنے والے انزائم کا نقصان، سی ایلیگنس میں ایچ 3 کے 4 می 3 کی سطح کو بڑھاتا ہے اور ان کی عمر کو کم کرتا ہے۔ ریسس مکاک برین پری فرنٹل پرانتستا میں، پیدائش کے بعد کی نشوونما اور بڑھاپے کے دوران فروغ دینے والوں اور بڑھانے والوں پر H3K4me2 بڑھتا ہے۔ یہ اضافہ بتدریج زیادہ فعال اور ٹرانسکرپشن کے لحاظ سے قابل رسائی (یا کھلے) کرومیٹن ڈھانچے کی عکاسی کرتا ہے جو اکثر تناؤ کے ردعمل جیسے ڈی این اے نقصان کے ردعمل سے وابستہ ہوتے ہیں۔ یہ تبدیلیاں تناؤ اور نقصانات کی ایک ایپیجینیٹک میموری تشکیل دے سکتی ہیں جس کا تجربہ حیاتیات کو ہوتا ہے جیسے جیسے اس کی نشوونما ہوتی ہے اور عمر بڑھتی ہے۔ UTX-1، ایک H3K27me3 ڈیمیتھیلیز، C.elegans کی عمر بڑھنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے: اضافہ شدہ UTX-1 اظہار H3K27me3 میں کمی اور عمر میں کمی کے ساتھ ارتباط کرتا ہے۔ یو ٹی ایکس-1 ناک ڈاؤن سے پتہ چلتا ہے کہ عمر میں اضافہ ہوا ہے۔ ایچ 3 کے 27 می 3 کی سطح میں تبدیلیوں کا ڈروسفیلا اور انسانوں میں عمر رسیدہ خلیوں پر بھی اثر پڑتا ہے۔ ڈی این اے میتھیلیشن ڈی این اے کی میتھیلیشن ممالیہ خلیوں میں ایک عام ترمیم ہے۔ سائٹوسین بیس میتھیلیٹڈ ہوتا ہے اور 5-میتھائلسیٹوسین بن جاتا ہے، اکثر جب سی پی جی کے تناظر میں ہوتا ہے۔ سی پی جی جزائر کی ہائپر میتھیلیشن نقل کے جبر سے وابستہ ہے اور ان مقامات کی ہائپومیتھیلیشن نقل کے ایکٹیویشن سے وابستہ ہے۔ بہت سے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ عمر بڑھنے کے دوران بہت سی انواع جیسے چوہوں، چوہوں، گایوں، ہیمسٹرز اور انسانوں میں ڈی این اے میتھیلیشن کا نقصان ہوتا ہے۔ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ ڈی این ایم ٹی 1 اور ڈی این ایم ٹی 3 اے عمر بڑھنے کے ساتھ کم ہوتے ہیں اور ڈی این ایم ٹی 3 بی میں اضافہ ہوتا ہے۔ ڈی این اے کا ہائپومیتھیلیشن جینومک استحکام کو کم کر سکتا ہے، ٹرانسپوزیبل عناصر کو دوبارہ فعال کر سکتا ہے، اور امپرنٹنگ کے نقصان کا سبب بن سکتا ہے، یہ سب کینسر کی نشوونما اور پیتھوجینسیس میں معاون ثابت ہو سکتے ہیں۔ امیون بائیومارکرز حالیہ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ پردیی خون میں سینسینٹ سی ڈی 8 + ٹی خلیوں کی بڑھتی ہوئی تعدد ذیابیطس سے پہلے کی حالت سے ہائپرگلیسیمیا کی نشوونما سے وابستہ ہے جو کہ میٹابولک عمر بڑھنے میں سینسینس کا کردار ادا کرنے کا اشارہ کرتی ہے۔ سینسینٹ سی ڈی 8 + ٹی خلیوں کو بائیو مارکر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ پری ذیابیطس سے اوورٹ ہائپرگلیسیمیا میں منتقلی کا اشارہ کیا جا سکے۔ حال ہی میں، ہاشیموٹو اور ساتھی کارکنوں نے سنگل سیل ریزولوشن پر سپر سینٹینیرینز سے گردش کرنے والے ہزاروں مدافعتی خلیوں کی پروفائل بنائی۔ انہوں نے ان سپر سینٹینیرینز میں سائٹوٹوکسک سی ڈی 4 ٹی خلیوں میں ایک منفرد اضافے کی نشاندہی کی۔ عام طور پر، سی ڈی 4 ٹی خلیوں میں مددگار ہوتا ہے، لیکن سائٹوٹوکسک نہیں، جسمانی حالات میں کام کرتا ہے تاہم یہ سپر سینٹینیرین، جو اپنے ٹی سیل ریسیپٹرز کی سنگل سیل پروفائلنگ کے تابع ہوتے ہیں، کلونل توسیع کے ذریعے سائٹوٹوکسک سی ڈی 4 ٹی خلیوں کے جمع ہونے کا انکشاف کرتے ہیں۔ مددگار سی ڈی 4 ٹی خلیوں کو سائٹوٹوکسک قسم میں تبدیل کرنا عمر بڑھنے کے آخری مرحلے کے لیے موافقت ہو سکتی ہے جو انفیکشن سے لڑنے میں مدد کرتا ہے اور ممکنہ طور پر ٹیومر کی نگرانی کو بڑھاتا ہے۔ عمر بڑھنے والے بائیو مارکروں کے استعمال عمر بڑھنے کے ممکنہ بائیو مارکروں کے طور پر پہچانے جانے والے اہم میکانزم ڈی این اے میتھیلیشن، ہسٹونز کا نقصان، اور ہسٹون ترمیم ہیں۔ عمر بڑھنے کے بائیو مارکروں کے استعمال ہر جگہ ہوتے ہیں اور حیاتیاتی عمر بڑھنے کے جسمانی پیرامیٹر کی نشاندہی کرنے سے انسانوں کو ہماری حقیقی عمر، اموات اور بیماری کا تعین کرنے میں مدد ملے گی۔ فزیکل بائیو مارکر میں تبدیلی انواع کی عمر میں تبدیلی کے متناسب ہونی چاہیے۔ اس طرح عمر بڑھنے کا ایک بائیو مارکر قائم کرنے کے بعد، انسان زندگی کی مدت کو بڑھانے اور ممکنہ جینیاتی بیماریوں کے پیدا ہونے کے لیے ٹائم لائنز تلاش کرنے پر تحقیق میں غوطہ لگا سکیں گے۔ اس دریافت کی ایک درخواست کسی شخص کی حیاتیاتی عمر کی شناخت کی اجازت دے گی۔ ڈی این اے میتھیلیشن عمر کا تعین کرنے کے لیے زندگی کے مختلف مراحل میں ڈی این اے کی ساخت کا استعمال کرتا ہے۔ ڈی این اے میتھیلیشن سی جی یا سی پی جی خطے میں سسٹین کی میتھیلیشن ہے۔ اس خطے کی ہائپر میتھیلیشن کا تعلق نقل کی سرگرمی میں کمی اور ہائپومیتھیلیشن کے برعکس ہے۔ دوسرے لفظوں میں، ڈی این اے کے علاقے کو جتنا زیادہ "مضبوطی" سے پکڑا جائے گا، اس کے بعد انواع اتنی ہی زیادہ مستحکم اور "نوجوان" ہوں گی۔ بافتوں میں ڈی این اے میتھیلیشن کی خصوصیات کو دیکھتے ہوئے، یہ جنین کے بافتوں کے لیے تقریبا صفر پایا گیا، اسے عمر کی رفتار کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور نتائج چمپینزی کے بافتوں میں دوبارہ پیش کیے جا سکتے ہیں۔ ایپیجینیٹک کلاک ہالمارکس آف ایجنگ بائیومارکر (میڈیسن) سینسینس حوالہ جات بیرونی لنکس بائیومارکرز آف ایجنگ نیوز ایڈوائزری نیشنل انسٹی ٹیوٹ آن ایجنگ بائیوجیرونٹولوجی فزیولوجی سینسینس بائیومارکرز