L’âge contre la génétique : qu’est-ce qui est le plus important pour contrôler notre vieillissement ? – L’actualité des neurosciences

Aperçu: L’âge lui-même joue un rôle plus important que la génétique dans l’expression des gènes et la sensibilité à des maladies spécifiques à mesure que nous vieillissons.

La source: UC Berkeley

Au milieu de nombreuses spéculations et recherches sur la façon dont notre génétique affecte notre façon de vieillir, une étude de l’Université de Californie à Berkeley montre maintenant que les différences individuelles dans notre ADN importent moins à mesure que nous vieillissons et deviennent plus sensibles aux maladies du vieillissement, telles que diabète et cancer.

Dans une étude examinant les effets relatifs de la génétique, du vieillissement et de l’environnement sur l’expression de quelque 20 000 gènes humains, les chercheurs ont découvert que le vieillissement et l’environnement sont bien plus importants que la variation génétique pour influencer les profils d’expression de bon nombre de nos gènes à mesure que nous vieillissons. . plus âgée.

Le niveau auquel les gènes sont exprimés, c’est-à-dire l’augmentation ou la diminution de l’activité, détermine tout, depuis nos niveaux d’hormones et notre métabolisme jusqu’à la mobilisation des enzymes qui réparent le corps.

« Comment votre génétique – ce que vous avez obtenu de votre donneuse de sperme et de votre donneuse d’ovules et votre histoire évolutive – influence-t-elle qui vous êtes, votre phénotype, comme votre taille, votre poids, si vous avez ou non une maladie cardiaque? » a déclaré Peter Sudmant, professeur adjoint de biologie intégrative à l’UC Berkeley et membre du Center for Computational Biology du campus.

« Un énorme travail a été fait en génétique humaine pour comprendre comment les gènes sont activés et désactivés par la variation génétique humaine. Notre projet est né en posant la question : « Comment cela est-il affecté par l’âge d’une personne ? » Et le premier résultat que nous avons trouvé est que votre génétique compte moins à mesure que vous vieillissez.

En d’autres termes, alors que notre constitution génétique individuelle peut aider à prédire l’expression des gènes lorsque nous sommes plus jeunes, elle est moins utile pour prédire quels gènes augmentent ou diminuent avec l’âge – plus de 55 ans dans cette étude.

Par exemple, des jumeaux identiques ont le même ensemble de gènes, mais à mesure qu’ils vieillissent, leurs profils d’expression génique divergent, ce qui signifie que les jumeaux peuvent vieillir très différemment les uns des autres.

Les résultats ont des implications pour les efforts visant à corréler les maladies du vieillissement avec la variation génétique chez l’homme, a déclaré Sudmant. De telles études devraient peut-être moins se concentrer sur les variantes génétiques qui affectent l’expression des gènes dans la poursuite de cibles médicamenteuses.

« Presque toutes les maladies humaines courantes sont des maladies liées à l’âge : Alzheimer, cancer, maladies cardiaques, diabète. Toutes ces maladies augmentent leur prévalence avec l’âge », a-t-il déclaré.

« D’énormes ressources publiques ont été consacrées à l’identification des variantes génétiques qui vous prédisposent à ces maladies. Ce que notre étude montre, c’est qu’en fait, à mesure que vous vieillissez, les gènes ont moins d’importance pour l’expression de vos gènes. Et nous devrons donc peut-être en tenir compte lorsque nous essaierons d’identifier les causes de ces maladies liées à l’âge. »

Sudman et ses collègues ont rapporté leurs résultats dans le journal cette semaine communication nature.

Le Medawar Hypothèse

Les résultats sont cohérents avec l’hypothèse de Medawar : les gènes activés lorsque nous sommes jeunes sont plus contraints par l’évolution car ils sont essentiels pour assurer notre survie et notre reproduction, tandis que les gènes exprimés après que nous ayons atteint l’âge de procréer subissent moins de pression évolutive. Vous vous attendez donc à beaucoup plus de variations dans la façon dont les gènes sont exprimés plus tard dans la vie.

« Nous vieillissons tous de différentes manières », a déclaré Sudmant. « Alors que les jeunes individus sont plus proches les uns des autres en termes de modèles d’expression génique, les individus plus âgés sont plus éloignés. C’est comme une dérive dans le temps, à mesure que les modèles d’expression génique deviennent de plus en plus erratiques.

Cette étude est la première à examiner à la fois le vieillissement et l’expression des gènes dans une si grande variété de tissus et d’individus, a déclaré Sudmant. Lui et ses collègues ont construit un modèle statistique pour évaluer les rôles relatifs de la génétique et du vieillissement dans 27 tissus humains différents de près de 1 000 individus et ont découvert que l’impact du vieillissement varie considérablement – plus de vingt fois – entre les tissus.

« Dans tous les tissus de votre corps, la génétique est à peu près aussi importante. Elle ne semble pas jouer davantage un rôle dans un tissu ou dans l’autre », a-t-il déclaré.

« Mais le vieillissement est très différent entre les différents tissus. Dans votre sang, votre côlon, vos artères, votre œsophage, votre tissu adipeux, l’âge joue un rôle beaucoup plus important que votre génétique dans la conduite de vos modèles d’expression génétique.

Sudmant et ses collègues ont également constaté que l’hypothèse de Medawar ne s’applique pas à tous les tissus. Étonnamment, dans cinq types de tissus, des gènes importants pour l’évolution ont été exprimés à des niveaux plus élevés chez les personnes âgées.

« D’un point de vue évolutif, il est contre-intuitif que ces gènes doivent être activés, jusqu’à ce que vous examiniez de plus près ces tissus », a déclaré Sudmant.

Cela montre les anciens présidents Reagan, FDR et Carter
Les gens vieillissent différemment, y compris les anciens présidents. Ronald Reagan a développé la maladie d’Alzheimer à la fin des années 80 et est décédé des complications de la maladie à l’âge de 93 ans. Franklin Roosevelt, photographié à 62 ans, est décédé d’une hémorragie cérébrale à 63 ans. Jimmy Carter, photographié en 2019 à l’âge de 95 ans, a eu un cancer mais a maintenant 98 ans et est toujours actif. Notre génétique, l’environnement et notre âge jouent tous un rôle important dans notre santé, mais lequel est le plus important ? Une nouvelle étude de l’UC Berkeley suggère que dans de nombreux cas, l’âge joue un rôle plus important que la génétique pour déterminer quels gènes de notre corps sont activés ou désactivés, affectant notre susceptibilité aux maladies. Crédit : UC Berkeley

Ces cinq tissus sont les tissus qui changent constamment au cours de notre vie et qui causent également le plus de cancers. Chaque fois que ces tissus se remplacent, ils courent le risque de créer une mutation génétique pouvant entraîner une maladie.

« Je pense que cela nous en dit un peu plus sur les limites de l’évolution », a-t-il déclaré. « Par exemple, votre sang doit toujours se multiplier pour vivre, donc ces gènes super-préservés et très importants doivent être activés tard dans la vie.

« C’est problématique car cela signifie que ces gènes seront susceptibles de subir des mutations somatiques et de s’activer pour toujours d’une manière mauvaise et cancéreuse. Cela nous donne donc une idée de ce à quoi ressemblent les limites de la vie. Cela limite notre capacité. survivre. »

Sudmant a noté que l’étude indique indirectement l’effet sur le vieillissement de l’environnement d’une personne, qui est l’impact de tout sauf de l’âge et de la génétique : l’air que nous respirons, l’eau que nous buvons, la nourriture que nous mangeons, ainsi que notre niveau d’exercice. L’environnement représente jusqu’à un tiers des changements dans l’expression des gènes avec l’âge.

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Sudmant mène des analyses similaires des gènes exprimés dans plusieurs autres organismes – les chauves-souris et les souris – pour voir en quoi ils diffèrent et si les différences sont liées aux différentes durées de vie de ces animaux.

Les étudiants diplômés de l’UC Berkeley, Ryo Yamamoto et Ryan Chung, sont les co-premiers auteurs de l’article. Les autres co-auteurs incluent Juan Manuel Vazquez, Huanjie Sheng, Philippa Steinberg et Nilah Ioannidis.

Financement : Le travail a été soutenu par l’Institut national des sciences médicales générales (R35GM142916) des National Institutes of Health.

À propos de cette actualité sur le vieillissement et la recherche en génétique

Auteur: Robert Sander
La source: UC Berkeley
Contact: Robert Sanders – UC Berkeley
Image: L’image est attribuée à UC Berkeley

Recherche originale : Libre accès.
« Effets spécifiques aux tissus du vieillissement et de la génétique sur les modèles d’expression génique chez l’homme » par Peter Sudmant et al. communication nature


Résumé

Effets spécifiques des tissus du vieillissement et de la génétique sur les modèles d’expression génique chez l’homme

L’âge est le principal facteur de risque de nombreuses maladies humaines courantes. Ici, nous quantifions les contributions relatives de la génétique et du vieillissement aux modèles d’expression génique dans 27 tissus de 948 personnes.

Nous montrons que le pouvoir prédictif de l’expression des locus de traits quantitatifs est influencé par l’âge dans de nombreux tissus. En modélisant conjointement les contributions de l’âge et de la génétique à la variation au niveau de la transcription, nous trouvons l’héritabilité de l’expression (h2) est cohérent entre les tissus, tandis que la contribution du vieillissement varie >20 fois avec R2age>h2Rage2>h2 dans 5 tissus.

Nous constatons que bien que le pouvoir de sélection purificatrice soit plus fort sur les gènes exprimés tôt que tard dans la vie (hypothèse de Medawar), plusieurs tissus hautement prolifératifs montrent le schéma opposé.

Ces tissus non médawariens présentent un degré élevé de cancer et de mutations somatiques associées à l’âge d’expression. En revanche, les gènes sont sous contrôle génétique sous coercition relâchée.

Ensemble, nous démontrons les différents rôles du vieillissement et de la génétique sur les phénotypes d’expression.

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