N6-metiladeninas ir mitochondrijų DNR senėjimas

Įvadas į N6-metiladeniną

N6-metiladeninas (6mA) yra epigenetinė DNR žymė, atliekanti įvairius vaidmenis ląsteliniuose, fiziologiniuose ir vystymosi procesuose. Naujausi tyrimai parodė, kad 6mA yra įvairių gyvūnų taksonų branduoliniame genome ir žinduolių mitochondrijų DNR (mtDNA). Tačiau dėl 6mA buvimo šiose genetinėse sistemose kilo diskusijų, kai kas tai sieja su metodologinėmis klaidomis.

Patikimi aptikimo metodai

Siekiant išspręsti šias problemas, buvo sukurtas patikimas PGR pagrįstas metodas, kuriuo galima tiksliai nustatyti santykinį 6mA kiekį mtDNA. Šis metodas apima genominės DNR fermentinį skaidymą DpnI, po to - jungiamosios DNR atkarpos surišimą ir tikslinės vietos PGR amplifikavimą. Taikant šį metodą išvengiama artefaktų, atsirandančių dėl RNR ar bakterijų užterštumo, todėl tai yra patikimas metodas, leidžiantis nustatyti 6mA žymes bet kuriame organizme ar organelėje.

6mA lygiai ir senėjimas

Taikant šį metodą įrodyta, kad 6mA kiekis mtDNA laipsniškai didėja su amžiumi įvairiuose organizmuose, įskaitant Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster ir šunis. Pavyzdžiui, nustatyta, kad C. elegans organizme 6mA lygis jaunų suaugusių žmonių organizme yra palyginti mažas, tačiau didėja visą suaugusio žmogaus gyvenimą. Tai rodo, kad 6mA kaupimasis mtDNA yra proporcingas organizmo amžiui.

Ilgai gyvenantys mutantai

Ilgaamžių daf-2(-) mutantų nematodų, turinčių insulino/IGF-1 receptoriaus defektą ir gyvenančių dvigubai ilgiau nei laukiniai tipai, 6mA kaupimosi mtDNA greitis buvo lėtesnis. Tai dar labiau patvirtina mintį, kad 6mA kiekis mtDNA gali būti patikimas senėjimo žymuo.

Fermentiniai keliai

Fermentai, dalyvaujantys 6mA apykaitoje branduolio genome, taip pat turi įtakos 6mA kiekiui mtDNA. Nustatyta, kad C. elegans DNR N6-adenino metiltransferazė DAMT-1 ir N6-metiladenino demetilazė NMAD-1 atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant 6mA kiekį mtDNA. Panašūs rezultatai gauti ir Drosophila, kur Tet ir Mt2, ortologiškų NMAD-1 ir DAMT-1, reguliavimas turėjo įtakos 6mA kiekiui mtDNA.

Išvados

Gauti rezultatai rodo, kad N6-adenino metilinimas mtDNA yra konservatyvi epigenetinė žymė, kuri palaipsniui kaupiasi su amžiumi. Dėl to tai yra potencialus žymuo, kuriuo galima patikimai, greitai ir ekonomiškai efektyviai nustatyti biologinį amžių. Aprašytas metodas taip pat galėtų tapti epigenetinės DNR diagnostikos klinikinėje ir teismo medicinos srityje pagrindu.