Дельта-возраст - это биомаркер старения мозга, который фиксирует различия между фактическим возрастом и прогнозируемым возрастом по данным МРТ головного мозга. Процесс старения в различных областях мозга можно обнаружить с помощью структурной и функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Для того, чтобы найти существующие паттерны и взаимосвязи между старением мозга и фактическим старением, необходимо обработать большой массив данных. Банки биологических данных, такие как Британский биобанк, содержащие данные нейровизуализации, становятся полезным инструментом для выявления подобных зависимостей.

В последнем исследовании на эту тему исследовались причинно-следственная основа высокого дельта-возраста путем анализа данных Британского биобанка в три этапа. Визуальная карта областей мозга показала, что меньшие объемы в своде и нижней части таламуса являются ключевыми предикторами большого дельта возраста.

Анализ генетических ассоциаций как отдельных вариантов, так и областей генов показал, что гены, связанные с канцерогенезом, иммунным ответом и выживаемостью нейронов, связаны с высоким дельта-возрастом.

Менделевская рандомизация (MR) для всех метаболомных биомаркеров и фенотипов, связанных с кровью, показала, что фенотипы, связанные с иммунитетом, оказывают причинное влияние на увеличение дельта-возраста.

В итоге, наблюдения выявили области мозга, которые восприимчивы к процессу старения, и предоставили доказательства причинно-следственной и генетической связи между иммунными реакциями и старением мозга.

Если Вы еще не слышали о «Дизайнерских детях», то вероятнее всего скоро услышите.

Дизайнерский ребёнок - это ребенок с определенными чертами, для создания которых еще на стадии эмбрионального развития проведено редактирование генома. Наше воображение сразу рисует стандартный набор, такой как цвет глаз, волос, пол и рост.

🧬 На самом деле редактирование генома может позволить удалить неблагоприятные признаки (генетические заболевания, склонность к полноте) или наоборот добавить благоприятные черты (усиленный интеллект, выносливость, увеличение продолжительности жизни).

🌱 Уже сейчас мы прибегаем к искусственному отбору (ПГТ-М при исключении моногенных заболеваний или при выборе резус-фактора у эмбриона) и редактированию генома (использование системы CRISPR/Cas9 или дети «троих родителей» при исключении митохондриальных заболеваний).

🎙 Дизайнерские дети были и остаются предметом дискуссий на протяжении длительного времени. Вдохновленный этой идеей режиссер Эндрю Никкол снимает фильм «Gattaca» (Гаттака). Фильм выходит на экраны в 1997 году и до сих пор не теряет своей актуальности. Гаттака-совершенный мир будущего. Ученые без труда проводят генетическое планирование будущих детей, отбирая только наиболее полноценные эмбрионы. Они гарантируют родителям рождение здоровых детей с максимально возможными способностями и развитыми талантами. Будущее таких детей предопределено, они запрограммированы на успех.

🧨 Для детей же, рожденных «в любви», без генетического отбора и вмешательства врачей, также все предопределено. Только для таких детей нет перспектив и их ожидает низкая социальная роль во всех сферах жизни. Фильм предлагает зрителя один из возможных вариантов ответа на этические вопросы о «дизайнерских детях».

P.S. Слово «Gattaca» образовано из первых букв четырех азотистых оснований цепей ДНК: A-аденин, G-гуанин, C-цитозин и T-тимин.

Принято считать, что многие мужчины не являются биологическими отцами своих детей. Уровень отцовства вне пары сегодня, как утверждается, достигает 30%. «Они похожи на молочников», - гласит популярная шутка, которую ни один родитель не находит смешной.

Однако за последние два десятилетия исследования ДНК в нескольких странах показали, что средний показатель невелик - около 1%. Маартен Лармюзо из KU Leuven в Бельгии, заинтересовался, есть ли разница между социально-экономическими группами.

Он предполагал, например, что в 17 веке этот показатель был выше среди аристократов, поскольку между мужем и женой часто существовала большая разница в возрасте.

Двойное отцовство изображено на картине Яна Стина 1664 года «Празднование рождения», на которой изображен богатый голландский отец, держащий своего новорожденного ребенка. Но позади него мужчина делает знак «рога рогоносца», то есть ребенок рожден от другого мужчины.

Команда Лармюзо протестировала 500 пар мужчин в Бельгии и Нидерландах, где, согласно генеалогическим записям, каждая пара произошла от одного и того же мужского предка по мужской линии. Половина этих предков родились до 1840 года, а самый старый - с 1315 года. Мужчины в каждой паре должны были унаследовать Y-хромосому своего общего предка, поскольку она наследуется по мужской линии.

«То, что мы обнаружили, было полностью противоположным тому, что мы ожидали», - говорит Лармюзо.

Показатель отцовства вне пары среди фермеров и более обеспеченных ремесленников и торговцев составлял около 1%, среди рабочих , ткачей-4% и 6% среди людей из рабочего класса, которые жили в густонаселенных городах в 19 век. В то время как среди более обеспеченных представителей общества показатель составил всего 0,5%. Общий показатель составил 16% на поколение.

Ученые предполагают, что такие высокие цифры обусловлены тем, что более бедные женщины в городах были больше уязвимы для сексуального насилия и эксплуатации со стороны мужчин.

Исследовательская группа, базирующаяся в Цюрихе, разработала способ хранения ДНК-подобной информации внутри 3D-печатных объектов. Новый подход может позволить людям воспроизводить 3D-печатные объекты без какой-либо внешней цифровой информации, такой как оригинальные файлы САПР.

Инновационная технология, получившая название ДНК вещей, была впервые разработана Робертом Грассом, профессором кафедры химии и прикладных биологических наук Цюрихского университета, и Янивом Эрлихом, израильским ученым-компьютерщиком. Пара объединила свои индивидуальные исследовательские проекты для создания 3D-печатных объектов, встроенных в ДНК.

Как объяснил Грасс: “С помощью этого метода мы можем интегрировать инструкции по 3D-печати в объект, чтобы через десятилетия или даже столетия можно было получить эти инструкции непосредственно от самого объекта.”

Как уже упоминалось, технология ДНК вещей привлекает некоторую работу, проведенную обоими исследователями. Грасс, со своей стороны, разработал метод идентификации продуктов со штрих-кодом ДНК, встроенным в крошечные стеклянные бусины. Технология штрих-кодов наноголовок, которая была коммерциализирована ETH spinoff Haelixa, может использоваться для идентификации высококачественных пищевых продуктов или для отслеживания геологических тестов.

Зачастую генетические заболевания могут приносить не дискомфорт и патологические симптомы, а удивительные изменения в теле человека, наличие которых в некоторых случаях будет даже удобно. Например, любой шпион был бы рад наличию у себя адерматоглифии.

Адерматоглифия - редкое заболевание, которое характеризуется отсутствием папиллярного рисунка на коже пальцев рук, ног, ладоней и подошв ног. Поскольку рисунок формирует уникальные отпечатки пальцев каждого человека, людей с этим заболеванием невозможно идентифицировать по отпечаткам пальцев.

В некоторых случаях адерматоглифия может протекать без каких-либо дополнительных признаков или симптомов, однако адерматоглифия может быть связана с другими кожными аномалиями, включая небольшие белые бугорки на лице, волдыри на коже или уменьшение количества потовых желез на руках и ногах.

Адерматоглифия вызывается изменениями (мутациями) в гене SMARCAD1 и наследуется по аутосомно-доминантному типу. Лечение обычно необходимо только при наличии других признаков.

Известен ген, «не дающий» отказаться от курения и других сомнительных удовольствий. Ученые из Китая Чжэцзянского университета пришли к выводу, что около трети представителей европеоидной расы не могут бросить курить в связи с мутацией гена ANKK1.

Этот ген отвечает за сборку и транспортировку молекул дофамина - гормона удовольствия. Ген ANKK1 тесно связан с дофаминовым рецептором D2 (DRD2) на полосе хромосомы 11q23.1. Аллель A1 полиморфизма Taq1A (rs1800497T) расположен на ≈10 килобайт ниже гена дофаминового рецептора DRD2. Дофамин (DA) - нейротрансмиттер в головном мозге, который контролирует чувство благополучия. Это ощущение возникает в результате взаимодействия дофамина и других нейромедиаторов, таких как серотонин, опиоиды и другие химические вещества мозга. Дофамин увеличивает мотивацию к еде и опосредует аппетит.

Синдром дефицита вознаграждения (RDS) включает в себя механизмы удовольствия или вознаграждения, которые зависят от дофамина. Результат этого дефицита основан на генетической структуре; это помогает объяснить, как определенные простые генетические аномалии могут вызывать сложное аберрантное поведение, подобное упомянутому ранее.

Сообщалось, что распространенность аллеля A1 значительно выше у лиц с ожирением, чем у худых, кроме того, у лиц с повышенным индексом массы тела (ИМТ) (ИМТ> 30 кг / м2) меньше дофаминовых рецепторов DRD2. Исследователи также предположили, что гормональный механизм может подчеркивать гендерные различия в способности подавлять голод по отношению к этому SNP, что может способствовать большей заболеваемости ожирением у женщин по сравнению с мужчинами. Однако авторы отметили, что носители A1 испытывают трудности в обучении на основе отрицательной обратной связи в задаче обучения с подкреплением и менее эффективно учатся избегать действий, которые имеют негативные последствия.

Оказывается, около 70 процентов людей европеоидной расы обладают генным вариантом А2/А2. Носителям такой мутации в гене легче отказаться от курения на 22 процента. 30 процентов людей обладают другими вариантами гена A1/A1 и A1/A2, который усиливает зависимость от курения.

Таким образом, носителям таких вариантов гена понадобиться больше усилий от желания бросить курить.

Слово «секвенирование» сейчас очень известно. Оно употребляется и врачами, и пациентами, особенно теми, кто был на приеме у врача-генетика, и людьми, которые хотят блеснуть эрудицией, ведь секвенирование – это крутое генетическое исследование, анализ генов.

Итак, секвенирование (от лат. sequentum - последовательность) – это чтение последовательности ДНК одного гена, нескольких генов, или всего генома.

Секвенирование применяют для выявления ошибок (например, выпадения, замены, вставки) одного или нескольких нуклеотидов – структур, из которых состоит молекула ДНК. Такие ошибки в гене приводят к нарушению синтеза белка, а значит, к развитию заболевания. Их называют патогенными вариантами, или мутациями. Обнаружение мутаций важно не только для подтверждения клинического диагноза, но и для предотвращения рождения больных детей в семье.

Для прочтения последовательности одного гена используют метод секвенирования по Сэнгеру, являющийся «золотым стандартом» молекулярно-генетической диагностики. Метод был предложен в 70-х годах ХХ века английским биохимиком Фредериком Сэнгером. За этот метод в 1980 году ученый был удостоен Нобелевской премии.

Сначала Ф. Сэнгер опубликовал технику секвенирования ДНК, которую назвал «Плюс и минус». Это была трудоемкая технология, при которой синтезировались короткие фрагменты ДНК с радиоактивными метками, которые затем подвергали фракционному электрофорезу и визуализировали. Сначала ДНК бактерий секвенировали именно так.

В 1977 году Ф. Сэнгер представил модифицированный метод чтения последовательности ДНК, при котором одна из цепочек исследуемой ДНК выступает в качестве основы (матрицы) для синтеза второй, комплементарной ей цепочки. Метод получил название «Обрыва цепи» из-за присутствия в реакции модифицированных нуклеотидов, которые останавливают синтез при включении в реакцию. Вручную такое исследование проводили в 4 разных пробирках, с последующим электрофорезом и анализом распределения радиоактивных меток.

Сейчас технология секвенирования по Сэнгеру полностью автоматизирована и для ее проведения используют специальные приборы – капиллярные секвенаторы. Первые секвенаторы, как первые ЭВМ, были громоздкими и медлительными, а также опасными из-за применения радиоактивных меток. Современные капиллярные секвенаторы занимают небольшое место на лабораторном столе, теперь в них используется флуоресцентные метки с разной длиной волны, благодаря чему реакция идет уже в одной пробирке. Для разделения смеси используют капиллярный электрофорез, а результаты, представленные разноцветными пиками, соответствующими 4 разным нуклеотидам, анализируют с помощью специальной компьютерной программы. Именно с помощью капиллярных секвенаторов был реализован проект «Геном человека».

Для прочтения последовательности нескольких генов (десятков до нескольких сотен) или всего генома используется метод секвенирования нового поколения (англ. next generation sequencing, NGS) – автоматизированный метод с использованием сложных приборов – секвенаторов, которые позволяют прочитывать единовременно много участков генома, а некоторые секвенаторы могут читать одновременно несколько геномов.

Выделяют таргетное NGS секвенирование – прочитывают панели генов, мутации в которых вызывают наследственное заболевание со схожей клиникой (например, с поражением печени, судорогами или деформациями костей), клиническое экзомное и полноэкзомное секвенирование – когда исследуют все гены, которые могут привести к наследственным заболеваниям, или кодирующие части всех генов, а также полногеномное секвенирование, при котором определяют последовательность ДНК ядра и митохондрий (весь геном человека).

Какой вид NGS секвенирования использовать в каждом конкретном случае, определяет врач-генетик, который также проводит итоговое консультирование по результатам исследования.

В настоящее время, согласно Российским и международным методическим рекомендациям, все патогенные и вероятно-патогенные варианты, выявленные методом секвенирования нового поколения (NGS) необходимо подтверждать секвенированием по Сэнгеру. В медико-генетическом центре «Проген» проводится валидация вариантов, выявленных по NGS секвенированию, методом секвенирования по Сэнгеру как для отдельного пациента, так и для семьи (мать-отец-ребенок).

Обратиться к врачу – генетику может любой, но особенно важна консультация в следующих случаях:

• если у Вас или кого-то из родственников установлено наследственное заболевание;
• при имеющихся сходных клинических проявлениях у нескольких членов семьи или случаях внезапной смерти в детском или в молодом трудоспособном возрасте;
• если кто-то из Вашей семьи наблюдается у разных специалистов с большим количеством диагнозов, с поражением кожи, глаз, скелета, внутренних органов, и его здоровье при лечении не улучшается;
• если в семье есть дети с отставанием в развитии или прогрессирующей потерей ранее приобретенных навыков, семейные случаи умственной отсталости;
  если Вы планируете или уже состоите в родственном браке (супруги являются родственниками разной степени: двоюродные и троюродные сестры/братья, тетя/племянник, дядя/племянница и т.п.;
• если в семье уже рождались дети с врожденными аномалиями, хромосомными болезнями, или было прерывание беременности по этим заболеваниям;
  при бесплодии и невынашивании беременности;
• если при обследовании беременной выявлено подозрение на патологию плода, беременная болела в 1 триместре или принимала лекарственные препараты;
• в семейных случаях распространенных мультифакториальных болезней, таких как сахарный диабет, бронхиальная астма, онкологические заболевания, сердечно – сосудистые заболевания (инфаркты, инсульты, артериальная гипертония), особенно у близких родственников.

Очень часто пациенты не понимают зачем им нужно знать свою генетическую предрасположенность. Среди них широко распространено мнение о том, что лучше не знать о своей предрасположенности к какому-либо заболеванию, так как ничего уже нельзя исправить. Но это же совсем не так.

Наличие генетической предрасположенности к заболеваниям приведет к развитию болезни только в совокупности с неблагоприятными факторами «внешней среды». Человек с наследственной предрасположенностью имеет большую вероятность заболеть, чем люди, не имеющие такой предрасположенности.

Например, проследим взаимосвязь предрасположенности к раку легкого и один из немало важных факторов «внешней среды», как курение.
Зная свою предрасположенность к раку легкого, можно отказаться от курения, тем самым снизив риск развития заболевания.

Гораздо легче предупредить его развитие или отодвинуть сроки манифестации, применяя современные профилактические методы задолго до появления клинических симптомов, а также, зная предрасположенность к определенному заболеванию, можно правильно влиять на схему лечения.

Сейчас можно узнать свою генетическую предрасположенность к сердечно-сосудистым болезням (инфаркты, инсульты), гипертонии, сахарному диабету, бронхиальной астме, а также к некоторым часто встречающимся онкологическим заболеваниям.

По данным новых исследований, учеными была обнаружена мутация в гене титина, которая может стать причиной ускоренного развития сердечной недостаточности при употреблении алкоголя.

Частота встречаемости генетического варианта составляет 1 на 100.
Ген TTN, мутации которого связали с риском для сердца, кодирует белок титин (коннектин). Этот белок является одним из самых больших из известных белков, который играет важную роль в сокращении поперечно-полосатых мышц, в том числе сердечной мышцы.

Мутация в гене TTN повышает риск развития дилатационной кардиомиопатии (ДКМП), происходит нарушение работы миокарда, при котором возникает растяжение (дилатация) полостей сердца, а толщина стенок остается прежней.
Появляется еще систолическая дисфункция, когда пораженный желудочек сердца постепенно теряет способность выталкивать кровь в артерии. Со временем ДКМП приводит к развитию сердечной недостаточности и внезапной смерти. Во время исследований ученые проанализировали данные о состоянии 141 пациента с алкогольной кардиомиопатией (АКМП), развивающейся на фоне долгого злоупотребления алкоголем. Люди, страдающие от алкогольной кардиомиопатии, выпивают не менее 70 стандартных единиц алкоголя в неделю (около семи бутылок вина) на протяжении пяти и более лет.

Мутацию гена TTN нашли у 13,5% пациентов с АКМП и лишь у 2,9% представителей контрольной группы без этого заболевания.

Таким образом, систематическое злоупотребление алкоголя, не зная своего генетического статуса, может заметно ухудшить работу Вашего сердца. Берегите себя!