محققان در بخشی از DNA که در خون شناور است و DNA سلول آزاد یا cfDNA نام دارد، تفاوت‌های مربوط به سن و سلامت افراد را شناسایی کرده‌اند. این تفاوت‌ها را می‌توان برای مشخص کردن سن بیولوژیکی استفاده کرد؛ یعنی مشخص کرد عملکرد بدن یک فرد متناسب با سنش است یا جوانتر است.

محققان دانشگاه براون بعد از مطالعه درباره ساختار DNA و سن بیولوژیکی به این نتیجه رسیدند. سپس برای تایید این مفهوم، نمونه cfDNA را از خون افراد ۲۰ ساله، افراد ۷۰ ساله و صدساله‌های سالم و غیرسالم گردآوری کردند. بررسی نمونه‌ها نشان داد نحوه بسته‌بندی DNA در این چهار گروه متفاوت است.

نوکلئوزوم‌ها واحدهای بسته‌بندی DNA هستند که در آنها بخشی از DNA دور هسته پروتئینی پیچانده می‌شود. تحلیل نمونه‌ها نشان داد نوکلئوزوم‌های DNA افراد ۲۰ ساله فواصل یکسان دارند و بسیار منظم هستند اما در گروه‌های مسن – به ویژه صدساله‌های بیمار – این بخش‌های دی‌ان‌ای نامنظم‌تر هستند. علاوه بر این سیگنال فاصله‌گذاری نوکلئوزوم‌های صدساله‌های سالم شباهت زیادی به سیگنال ۲۰ساله‌ها داشت و چندان شبیه سیگنال ۷۰ساله‌ها نبود.

بسته‌بندی نوکلئوزوم یکی از جنبه‌های اپیژنوم است؛ اپیژنوم مجموعه تغییرات ارثی است که بدون تاثیرگذاری روی ژنوم یا توالی DNA روی بیان ژن تاثیر می‌گذارد.

به این ترتیب صدساله‌های سالمی که در این آزمایش شرکت کرده بودند علاوه بر ویژگی‌های ارثی، مشخصات اپیژنومی داوطلبان جوانتر را هم حفظ کرده بودند. هنوز مشخص نیست چه چیزی باعث حفظ این بخش از DNA علیرغم پیری شده است و محققان قصد دارند با آزمایش روی cfDNA درک بهتری از تغییرات اپیژنومی و تاثیرات آن پیدا کنند.

در ساختنی بخوانید :
نظریه پانسپرمیا ، گسترش واگیر دار حیات فرازمینی !

cfDNA برای اولین بار در خون بیماران سرطانی مشاهده شد و محققان از این بخش برای تشخیص سرطان استفاده کردند. مطالعات اولیه نشان داد سلول‎های مرده می‌توانند cfDNA بسازند و بعد از مرگ سلول‌ها، DNA بین نوکلئوزوم‌ها برش می‌خورد.

تیم تحقیقاتی تعیین توالی cfDNA را با آنالیزهای کامپیوتری پیچیده ترکیب کردند تا الگوی فاصله‌گذاری نوکلئوزوم‌ها در بخش‌های مختلف ژنوم بازسازی کنند. نیکولا نرتی عضو ارشد گروه تحقیقاتی و استادیار بیولوژی در دانشگاه براون تفسیر جالبی از cfDNA ارائه می‌کند:

« cfDNA درست مثل پیغام داخلی بطری است که نشان می‌دهد سلول قبل از مرگ‌ چه شکلی بوده و چه ویژگی‌های اپیژنتیکی داشته است. بسیاری از ساختارهای سلولی در حفظ فاصله‌گذاری نوکلئوزوم‌ها نقش دارند و این ساختارها با افرایش سن مستهلک می‌شوند. نوکلئوزوم‌ها به خودی خود از یکدیگر جدا نمی‌شوند یا بهم نزدیک نمی‌شوند بلکه تغییر فاصله‌گذاری آنها تحت تاثیر تغییرات نوکلئوزوم‌ها است.»

البته تغییر در بسته‌بندی نوکلئوزوم‌ها منجر به تغییراتی در دسترس‌پذیری اجزای مختلف ژنوم می‌شود و همین امر باعث انحراف بیشتر در فاصله‌گذاری خواهد شد.

منبع