Долгое время исследователи считали влияние генетики на продолжительность жизни незначительным. Считалось, что различия в продолжительности жизни людей обусловлены, главным образом, факторами окружающей среды, образом жизни и случайными событиями. Первоначальные оценки указывали на то, что генетическая предрасположенность объясняет лишь около 20-25% вариативности в продолжительности жизни, а некоторые масштабные исследования демонстрировали и более низкие показатели, вплоть до 10%.
Недавнее исследование, выполненное в Научном институте Вейцмана и опубликованное в журнале Science, оспаривает ранее существовавшие представления. Ученые выяснили, что генетические факторы способны объяснить примерно половину различий в продолжительности жизни людей, что как минимум вдвое превышает предыдущие оценки, а в отдельных случаях оказывается даже более значительным. Возглавил исследование Бен Шенхар из лаборатории профессора Ури Алона, расположенной на кафедре молекулярной клеточной биологии института.
Исследователи определили существенное ограничение, свойственное старым базам данных: в них не учитывалась внешняя смертность, охватывающая гибель от травм, инфекций и воздействия окружающей среды, не обусловленного процессом старения. Более ранние записи о близнецах, которые долгое время служили основным источником для изучения наследуемости, не включали детализированные сведения о причинах смерти. Это не позволяло отделить случаи смерти, связанные с генетическим старением, от смертей, вызванных внешними факторами. Если в исследуемой выборке данных значительная доля смертей приходится на инфекционные заболевания или несчастные случаи, выявление генетического влияния на старение усложняется, а оценки наследуемости уменьшаются.
Данная проблема имела особое значение при работе с историческими данными. Шенхар отметил, что уровень общей смертности в рассматриваемый период был в десять раз выше, чем сейчас, когда близнецы, участвовавшие в этих исследованиях, были еще живы – до широкого распространения антибиотиков. Причиной большинства этих смертей были инфекционные заболевания, которые на современном этапе успешно поддаются терапии.
Для решения данной задачи ученые разработали математическую модель, позволяющую исключать из статистики смерти, вызванные внешними факторами. Кроме того, они применили симуляции цифровых двойников, чтобы оценить, как изменится наследуемость, если рассматривать исключительно смерти, обусловленные биологическим старением. После этого команда проверила свои прогнозы, используя актуальные данные. В рамках исследования были проанализированы три крупных регистра близнецов из Швеции и Дании, и впервые в данной области была учтена информация о близнецах, воспитанных в разных семьях. Однояйцевые близнецы обладают идентичной ДНК, вне зависимости от условий их воспитания, что делает близнецов, выросших отдельно, особенно эффективным методом для выделения генетического влияния из воздействия окружающей среды. Результаты анализа продемонстрировали, что по мере снижения доли смертей от внешних факторов в более свежих данных, измеряемая наследуемость продолжительности жизни возрастает. Новая оценка, приблизительно равная 50% наследуемости продолжительности жизни человека, сопоставима с показателями для других сложных признаков и соответствует результатам исследований, проведенных на животных.
Интерпретация полученных результатов тесно связана с установленной причиной летального исхода. По мнению ученых, до достижения 80-летнего возраста наследственная предрасположенность к смерти от деменции оценивается примерно в 70%, что значительно превышает показатели наследуемости смертей, вызванных раком или болезнями сердца. « Долгое время существовало мнение, что генетика играет незначительную роль в определении продолжительности жизни, поскольку на нее в основном влияют негенетические факторы. Это вызывало сомнения в возможности выявления генетических механизмов, влияющих на старение и определяющих долголетие », — отметил Шенхар. «Если наследуемость признака высока, что подтверждено нашими исследованиями, это побуждает к поиску генетических вариантов, способных увеличить продолжительность жизни, чтобы разобраться в биологических механизмах старения и, возможно, разработать методы их коррекции ».
Ученые акцентируют внимание на том, что полученные данные не принижают роли образа жизни, экологических факторов и случайных событий в формировании продолжительности жизни отдельного человека. Эти аспекты по-прежнему имеют большое значение, поскольку на долголетие влияет целый ряд факторов, включая случайность. Тем не менее, исследование указывает на необходимость повышения приоритетности генетических исследований процессов старения. Если предыдущие работы недооценивали генетический вклад в продолжительность жизни из-за ограничений в применяемых методах, то сейчас появилась возможность более целенаправленно выявлять гены, ответственные за этот процесс. Исследователи считают, что эти поиски теперь опираются на более надежную научную базу.
Исследование в журнале Science.