Programy neúmyslného i záměrného šlechtění u domácích zvířat přinesly do jednotlivých druhů velkou rozmanitost. Například různé psí plemena se liší výrazně délkou života, což je zajímavý přírodní experiment, který může poskytnout vhled do různých mechanismů stárnutí. Výzkumy naznačují, že aktivita transpozonů, což jsou zbytky po dávných virových infekcích, je důležitým faktorem pro dlouhověkost u psů. Transpozony jsou části DNA, které se dokážou kopírovat napříč genomem a narušovat činnost buněk. V mládí je jejich aktivita potlačena, ale s věkem se díky epigenetickým změnám opět aktivují, což může vést k mutacím a poškozování buněk.
U jedinců jednoho druhu, například u psů, se často projevuje korelace mezi velikostí těla a délkou života – větší jedinci mívají kratší život a častější výskyt nemocí spojených se stárnutím. Přes tento známý vztah máme stále omezené znalosti o epigenetických rozdílech, které by mohly objasnit, proč jednotliví jedinci stárnou různě a jaký je vliv epigenetiky na nemoci spojené se stářím. Psi jsou tak ideálním modelovým druhem pro studium těchto mechanismů. Výzkum v rámci projektu Dog Aging Project, který zahrnoval 864 psů, analyzoval metylaci DNA v jejich genomu.
Výsledky ukázaly, že stárnutí ovlivňuje psí epigenom a že 66 % oblastí spojených se stárnutím vykazuje pokles metylace. Tento jev nebyl v genomu náhodně rozložen, ale lišil se podle kontextu jednotlivých genomických oblastí. Zejména transpozony typu LINE1 (dlouhé roztroušené prvky) vykazovaly s věkem nejčastější hypometylaci, přičemž tento vzorec se projevoval výrazněji u větších plemen psů. U větších plemen docházelo k poklesu metylace LINE1 o 0,26 % ročně více než u malých psů. To naznačuje, že epigenetická regulace transpozonů, obzvláště typu LINE1, může přispívat k rychlejšímu stárnutí a projevům nemocí v rámci druhu.
Výzkum se zaměřil na metylom imunitních buněk, přičemž u zlatých retrívrů, kteří mají vysokou náchylnost k hematologickým nádorům, byla zjištěna zrychlená hypometylace LINE1 spojená s věkem ve srovnání s jinými plemeny. Také se ukázalo, že mnoho LINE1 transpozonů, které s věkem ztrácejí metylaci, se nachází na X chromozomu. Zajímavé bylo, že vzhledem k inaktivaci X chromozomu měly tyto transpozony vyšší metylaci u psů samců. Tyto výsledky odhalují, že demetylace LINE1 transpozonů může být potenciálním faktorem, který přispívá k rozdílům ve stárnutí mezi druhy a závisí i na demografických proměnných.
Odkaz na původní studii: https://doi.org/10.1101/2024.10.08.617286