El microenvejecimiento de los animales salvajes gracias al descubrimiento del primer reloj genético de los murciélagos

La investigación dirigida por UMD identifica cambios relacionados con la edad ADN Revela diferencias relacionadas con la longevidad entre especies de murciélagos.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Maryland y la Universidad de California en Los Ángeles ha descubierto que el ADN de las muestras de tejido se puede utilizar para predecir con precisión la edad de los murciélagos en la naturaleza. El estudio también mostró que los cambios relacionados con la edad en el ADN de las especies longevas diferían de los de las especies de vida corta, particularmente en las regiones del genoma cercanas a los genes relacionados con el cáncer y la inmunidad. Este trabajo proporciona una nueva perspectiva sobre las causas del declive relacionado con la edad.

Este es el primer trabajo de investigación que muestra que los animales en la naturaleza pueden envejecer con precisión utilizando el reloj epigenético, que predice la edad en función de cambios específicos en su ADN. Este trabajo proporciona una nueva herramienta para los biólogos que estudian animales en la naturaleza. Además, los resultados brindan información sobre los posibles mecanismos detrás de la excepcional longevidad de muchas especies de murciélagos. El estudio aparece en la edición del 12 de marzo de 2021 de la revista Comunicaciones de la naturaleza.

«Esperábamos que estos cambios epigenéticos fueran predictivos de la edad», dijo Gerald Wilkinson, profesor de biología en la UMD y coautor principal del artículo de investigación. « Pero ahora tenemos datos que muestran que en lugar de tener que seguir a los animales toda su vida para asegurarse de su edad, puede simplemente salir y tomar una pequeña muestra de un individuo en la naturaleza y poder saber su edad, lo que nos permite hacer todo tipo de preguntas que antes no podíamos hacer «.

Los investigadores estudiaron el ADN de 712 murciélagos de edad conocida, que representan 26 especies, para encontrar cambios en la metilación del ADN en sitios del genoma que se sabe que están asociados con el envejecimiento. La metilación del ADN es el proceso que impide que los genes funcionen. Ocurre durante el desarrollo y es un importante regulador celular. En general, la metilación tiende a disminuir en todo el genoma con la edad. Usando el aprendizaje automático para encontrar patrones en los datos, los investigadores encontraron que podían estimar la vida útil de los murciélagos dentro de un año en función de los cambios en la metilación en 160 ubicaciones del genoma. Los datos también revelaron que las especies de murciélagos de vida larga muestran menos cambios en la metilación en general con la edad en comparación con los murciélagos de vida corta.

Wilkinson y su equipo luego analizaron los genomas de cuatro especies de murciélagos, tres de vida larga y una de vida corta, para identificar los genes específicos presentes en aquellas regiones del genoma donde las diferencias de metilación relacionadas con la edad se correlacionan con la longevidad. Encontraron sitios específicos en el genoma donde era probable que la metilación aumentara con la edad en los murciélagos de vida corta, pero no en los murciélagos de vida larga, y que esos sitios estaban ubicados cerca de 57 genes que con frecuencia evolucionan en carcinomas y 195 genes involucrados en la inmunidad.

«Lo que es realmente interesante es que los sitios donde encontramos el aumento de metilo con la edad en los murciélagos de vida corta se encuentran cerca de genes que han demostrado estar involucrados en la tumorigénesis (cáncer) y la respuesta inmune», dijo Wilkinson. «Esto indica que puede haber algo que mirar en estas áreas con respecto a los mecanismos responsables de la longevidad».

Wilkinson dijo que el análisis de la metilación puede proporcionar información sobre las muchas diferencias relacionadas con la edad entre las especies y conducir a una mejor comprensión de las causas de la degradación relacionada con la edad en muchas especies.

Dijo: «Los murciélagos viven mucho tiempo y, sin embargo, su audición no se deteriora con la edad, como es nuestro caso». Puede utilizar este método para ver si existen diferencias en la metilación asociadas con la audición. Hay todo tipo de preguntas como esta que podemos hacer ahora «.

La referencia: «La metilación del ADN predice la vida útil y proporciona información sobre la excepcional longevidad de los murciélagos» por Gerald S. Wilkinson y Daniel M. Adams, Amin Hagan, Ak T. Law, Joseph Zoller, Charles E. Breeze y Brian D. . Ball, Gerald G. Carter, Lisa Noelle Cooper, Dina KN Dechmann, Paolo Devanna, Nicolas J. Fasel, Alexander V. Galazyuk, Linus Günther, Edward Hurme, Gareth Jones, Mirjam Knörnschild, Ella Z. Lattenkamp, ​​Caesar Z. Li, Freder Mayer, Josephine A. Reinhardt, Rodrigo A. Medellín, Martina Nagy, Brian Pope, Megan L Bauer, Roger D. . Fury, Lucas J. Greville y Steve Horvath, 12 de marzo de 2021 Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-021-21900-2

Además de Wilkinson, los coautores del artículo de la UMD incluyen al actual becario postdoctoral Daniel M. Adams (PhD 19, Ciencias Biológicas) y el ex estudiante de posgrado Brian Arnold (PhD ’11, Comportamiento, Ecología, Evolución y Sistemática), ahora profesor asociado en Illinois College; Y Gerald Carter (Ph.D., 15 años, Biología), ahora profesor asistente en la Universidad Estatal de Ohio; Eduard Herme (Ph.D.20, Ciencias Biológicas), ahora becario postdoctoral en la Universidad de Konstanz en Alemania.

Este trabajo fue apoyado por una subvención del Paul G. Allen Frontiers Group. El contenido de este artículo no refleja necesariamente el punto de vista de esta organización.