الساعة الفوق جينية هي مصطلح يستخدم لوصف الاختبار البيوكيميائي الذي يمكن استخدامه لقياس العمر. يعتمد الاختبار على مستويات مثيلية الحمض النووي.
التاريخ
وقد عرفت التأثيرات القوية للعمر على مستويات مثيلية الحمض النووي منذ أواخر الستينات. وصفات واسعة تصف مجموعات من CpGs التي تربط مستويات مثيلية الحمض النووي مع العمر، على سبيل المثال أول دليل قوي على أن مستويات المثيلة للحمض النووي في اللعاب يمكن أن تولد تنبؤات دقيقة للعمر تم نشره من قبل فريق UCLA بما في ذلك ستيف هورفاث في عام 2011 (Bocklandt et al 2011). نشرت مختبرات تيري ادكير(Trey Ideker) و Kang Zhang في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ساعة الهجن الوراثي (Hannum 2013) ، والتي تتكون من 71 علامة تحدد بدقة العمر بناءً على مستويات مثيلية الدم. أول ساعة جينية متعددة الأنسجة، هي ساعة هفث الجينية، طورها ستيف هورفاث، أستاذ علم الوراثة البشرية وعلم الإحصاء الحيوي في جامعة كاليفورنيا (Horvath 2013). قضى هورفاث أكثر من 4 سنوات في جمع البيانات الخاصة بالميثيلين الحمضي DNA المتاحة للجمهور وتحديد الطرق الإحصائية المناسبة. القصة الشخصية وراء الاكتشاف ظهرت في الطبيعة. تم تطوير مقدار العمر باستخدام 8000 عينة من 82 مجموعة من صفات مجموعة ميثيلنة DNA المميتة، والتي تضم 51 نسيج ونمط خلوي سليم. يكمن الابتكار الرئيسي لساعة هفوث الفوق جينية في قابليتها للتطبيق: المجموعة نفسها من 353 CpGs ونفس خوارزمية التنبؤ تستخدم بغض النظر عن مصدر حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين في الكائن الحي، أي أنها لا تتطلب أي تعديلات أو تعويضات. تسمح هذه الخاصية لشخص بمقارنة أعمار مناطق مختلفة من جسم الإنسان باستخدام نفس الساعة العجوز.
العلاقة مع سبب الشيخوخة البيولوجية
لم يعرف بعد ما الذي يتم قياسه بالضبط بعمر مثيلة الحمض النووي. افترض هورفاث أن عمر مثيلة الحمض النووي يقيس التأثير التراكمي لنظام الصيانة الوراثي ولكن التفاصيل غير معروفة. حقيقة أن عمر الحمض النووي للمثيلة للدم يتنبأ بجميع أسباب الوفاة في الحياة اللاحقة يشير بقوة إلى أنه يرتبط بعملية تسبب الشيخوخة. ومع ذلك، فمن غير المرجح أن تكون ساعة CpG ذات 353 ساعة خاصة أو تلعب دورًا سببيًا مباشرًا في عملية الشيخوخة. بدلا من ذلك، يلتقط الساعة اللاجينية خاصية طارئة لفوق جينوم.
نظرية الساعة اللاجينية للشيخوخة
اقترح كل من هورفاث وراج نظرية الساعة الجينية للشيخوخة مع المعتقدات التالية:
- تؤدي نتائج الشيخوخة البيولوجية إلى نتائج غير مقصودة لكل من برامج التطوير وبرنامج الصيانة، حيث ينتج عن آثار الأقدام الجزيئية مقدرات سن الحامض النووي.
- الآليات الدقيقة التي تربط بين العمليات الجزيئية الفطرية (العمر الدناوي الكامن) إلى الانخفاض في وظيفة الأنسجة ربما ترتبط بالتغيرات داخل الخلايا (مما يؤدي إلى فقدان الهوية الخلوية) والتغيرات الطفيفة في تكوين الخلية، على سبيل المثال، الخلايا الجذعية الجسدية العاملة بشكل كامل .
- على المستوى الجزيئي، عمر DNAm هو قراءات قريبة لمجموعة من عمليات الشيخوخة الفطرية التي تتآمر مع غيرها من الأسباب الجذرية المستقلة للشيخوخة على حساب وظيفة الأنسجة.
