Что такое эпигенетика и можно ли продлить жизнь уже сейчас? На эти и другие вопросы ответил руководитель группы биоинформатики JetBrains Research BioLabs Олег Шпынов во время записи подкаста «Лабибэй» в Третьем месте. Публикуем главное.
О том, как я попал в JetBrains
После школы я поступил в СПбГУ на математика-программиста. На одном из курсов практику у нас вел Максим Шафиров — сейчас он СEO JetBrains — он пригласил меня на стажировку к ним в компанию. В итоге мы с коллегами создали среду для разработки на языке Ruby — RubyMine, породившую большое количество успешных продуктов в организации. В 2013-м году я увидел на «Хабре» объявление о запуске курсов по биоинформатике в Академическом университете Алферова и пошел учиться. Как настоящий студент, вставал по субботам и ездил на пары к 9 утра — это классно! Нам рассказывали, как устроены циклы Кребса и дыхание в клетке. К концу курса президент компании JetBrains предложил попробовать свои силы в каком-то проекте, связанном именно с биоинформатикой. Так я и стал заниматься эпигенетикой.
Об эпигенетике
Есть достаточно распространенное заблуждение, что 95 % информации ДНК, записанной в клетке, — мусор. Его так и называли junk DNA. Однако, сейчас ученые понимают, что всё устроено намного сложнее и интереснее. Это изменилось благодаря развитию эпигенетики — разделу науки, изучающему наследуемые изменения активности генов организма в процессе жизнедеятельности. Важно понимать, что ДНК в каждой клетке вашего организма — одно и то же, а клетки при это разные. За это отвечает эпигенетика: в клетках кожи будут активны одни участки ДНК, а в клетках мышц — другие. Если резко изменились окружающие вас условия, а вашему организму надо как-то к ним адаптироваться, то с этим тоже может помочь эпигенетика. Более того, такие изменения могут наследоваться. К примеру, если ваши предки пережили блокаду и экстремальный голод, это может влиять на ваше пищевое поведение сейчас.
Об открытии Яманаки
Японский ученый Синъя Яманака первым предложил коктейль из сигнальных белков, позволяющий «обнулить» обычную клетку до индуцированной стволовой. Так, можно взять жировую ткань, поместить ее в набор из четырех белков, и клетка обновит свое эпигенетическое состояние от уровня тех генов, на которых она сейчас находится, до стволовых. Это очень крутая работа! Например, если происходит надрыв сердечной мышцы, и в пространстве появляется рубец, то ткань не будет больше выполнять свою функцию. А умели бы брать жировые клетки ткани, репрограммировать их и впрыскивать в момент инфаркта пациенту — получили бы идеальное заживление. Потенциал применения технологии огромен. Но, к сожалению, ее не используют повсеместно, потому что стволовые клетки часто перерождаются в раковые.
О старении
Есть замечательная работа Стива Хорвата — эпигенетические часы метилирования. Если упрощать, по эпигенетическим признакам можно оценить биологический возраст той человека с точностью до пяти лет, и эта оценка будет расходиться с возрастом в вашем паспорте. К примеру, на скорость старения влияет пол человека и некоторые вариации генома. Недавно ученые выяснили, что часы плохо работают у людей, подвергавшихся голоданию. То есть, на то, как «тикают» ваши личные биологические часы потенциально можно повлиять. Возможно ученым, даже удастся создать вещество, которое будет «отматывать» эти биологические часы назад и тем самым продлевать жизнь.
К примеру, целый ряд экспериментов на мышах показывает, что уменьшение количества еды на 30 % может продлить их продолжительность жизни почти в два раза. У людей — сложнее. Сейчас мы в JetBrains пытаемся на основе открытых источников проанализировать весь объем имеющейся информации и связать эпигенетические модификации с процессами старения. Пробовали находить причинно-следственные связи, но быстро осознали, что пока не хватает данных.
Недавно мы провели масштабное исследование, результаты которого опубликованы в новом журнале Nature Aging. Он посвящен сбору большого объёма эпигенетических данных. Чтобы изучать старение, очень важно иметь данные о здоровых людях разных возрастов. Во многих исследованиях не уделяют достаточно внимания отбору пожилых людей, а для вопросов старения именно их данные критически важны. Так что мы на каждого человека возрасте 20-30 лет находили участника с такими же диагнозами в возрасте 60-70 лет без серьезных проблем со здоровьем и сравнивали. Благодаря тому, что у нас есть качественные разнородные данные, нам удалось связать изменения метилирования ДНК с некоторыми функциональным элементами в генах и построить ряд гипотез, объясняющих почему происходит старение. Мы продолжаем исследования в этом направлении.
Где обучиться биоинформатике в Петербурге?
В Петербурге есть Институт биоинформатики (некоммерческая организация, где можно получить дополнительное образование), магистратура при СПбГУ и ИТМО (здесь есть системная биология и алгоритмическая биоинформатика).
Записала Маргарита Берденникова
Комментарии (0)