Dans une étude récente publiée dans la revue Avancées scientifiquesles chercheurs ont estimé la longévité maximale, la période de gestation et l’âge de maturité sexuelle à l’aide de la méthylation désoxyribonucléique (DNAm) en examinant 15 000 échantillons provenant de 348 espèces de mammifères.
Le Mammalian Méthylation Consortium a collecté des données sur la méthylation de l’ADN de 348 animaux pour examiner la longévité maximale des espèces de mammifères. Une meilleure compréhension des voies moléculaires qui déterminent cette durée de vie est nécessaire, ce qui est actuellement mal connu en raison de la taille limitée des échantillons et des méthodes de collecte de données. La collection couvre la recherche sur les altérations de la méthylation associées à l’âge des mammifères, le vieillissement épigénétique, les techniques d’apprentissage automatique et les arbres de modélisation phylo-épigénétiques.
Étude: Prédicteurs épigénétiques de la durée de vie maximale des espèces et d’autres traits d’histoire de vie chez les mammifères. Crédit d’image : Photographie de Craig Lambert/Shutterstock
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont créé des régressions multivariées pour estimer la longévité maximale et les caractéristiques spécifiques aux espèces associées.
Les chercheurs ont développé des modèles de régression en utilisant les données du Mammalian Méthylation Consortium, mettant l’accent sur des modèles hautement conservés de méthylation de la cytosine à partir de 15 000 échantillons d’acide désoxyribonucléique provenant de 59 types de tissus et de 348 espèces de mammifères provenant de 25 groupes taxonomiques. Les chercheurs ont produit des prédictions sexuelles universelles basées sur les niveaux de méthylation CpG qui s’appliquent à toutes les espèces de mammifères, à l’exception des ouistitis.
Les chercheurs ont utilisé trois modèles de régression pénalisés pour estimer la durée de vie maximale, la durée de gestation et l’âge à la maturité sexuelle pour chaque espèce, sur la base de la version la plus récente de la base de données anAge. La durée de vie maximale estimée, mesurée à l’aide d’estimations d’années logarithmiques, était la longévité maximale épigénétique ou méthylée par l’ADN. Les chercheurs ont étudié l’association entre l’âge chronologique et les variables d’histoire de vie parmi les individus échantillonnés. Ils ont développé une prédiction différente de la longévité maximale (estimateur des jeunes animaux) basée sur des échantillons d’animaux plus jeunes que l’âge de maturité sexuelle typique de l’espèce et inférieurs à cinq ans.
Les chercheurs ont créé des prédictions du cycle biologique indépendantes des tissus, basées sur les niveaux moyens de méthylation de toutes les espèces et de tous les types de tissus. Ils ont testé ces prédicteurs sur des animaux choisis présentant divers types de tissus afin de mieux comprendre comment le type de tissu affecte les estimations de longévité. Les chercheurs ont utilisé des modèles de régression nette élastique pour estimer la durée de vie maximale sur la base des données de méthylation CpG et des indications d’ordre taxonomique. Ils ont évalué la précision du prédicteur avec des modèles de régression du k-voisin le plus proche. L’étude a également examiné les différences possibles dans les projections de longévité maximale entre les sexes à l’aide du modèle de régression final, qui prédit la longévité au niveau de l’espèce sur des échelles logarithmiques.
Analyse multivariée des traits d’histoire de vie à l’aide de prédicteurs épigénétiques. Cette figure résume l’analyse de validation croisée sans espèce (LOSO) des prédicteurs épigénétiques. Toutes les estimations sont transformées en log (base e) pour divers traits d’histoire de vie, notamment (A et B) la durée de vie maximale (en années log), (C) la durée de gestation (en jours log) et (D) l’âge au moment de la reproduction. maturité (en années logarithmiques). Chaque espèce dans les panneaux de nuages de points est symbolisée par un numéro spécifique. La partie nombre entier (entier) de cette représentation numérique correspond à son ordre taxonomique. Ces numéros, codés par couleur selon leurs ordres taxonomiques respectifs, sont liés à des espèces distinctes. Pour les valeurs numériques détaillées, reportez-vous au tableau S4 et à la fig. S8. Le titre au sommet de chaque panneau fournit le coefficient de corrélation de Pearson (R), l’erreur absolue médiane (MAE) et une valeur P non ajustée bilatérale (P). La cohérence dans la représentation des couleurs pour les ordres taxonomiques est maintenue tout au long de cette figure et d’autres figures associées. Une ligne pointillée dans les nuages de points représente la ligne de prédiction parfaite, tandis que la ligne rouge continue représente la régression linéaire ajustée. Les silhouettes d’animaux présentées proviennent de la base de données Phylopic (https://www.phylopic.org/) ou Wikimedia, qui sont sous domaine public ou sous licence CC BY 3.0
Résultats
Les prédictions de longévité maximale de l’ADNm ont indiqué un bénéfice intrinsèque probable en termes de longévité pour les femmes par rapport aux hommes parmi 17 espèces biologiques de mammifères, y compris les êtres humains. Les estimations n’ont pas été affectées par la reprogrammation partielle et les restrictions caloriques. Des perturbations génétiques dans les réseaux somatotropes impliquant des récepteurs liés à l’hormone de croissance ont affecté la longévité maximale de l’ADN dans des tissus spécifiques. Les taux de mortalité liés au cancer ne correspondaient pas aux estimations des traits épigénétiques du cycle de vie.
L’estimateur de longévité maximale DNAm n’a pas détecté de variations de longévité intra-espèces, par exemple entre différentes races de chiens. La longévité maximale est déterminée en partie par des signatures épigénétiques qui sont des propriétés intrinsèques et distinctes de celles liées aux risques de décès au niveau individuel. Les données DNAm générées par un réseau de mammifères peuvent classer avec précision les espèces, le sexe et les tissus des échantillons. Les prédicteurs épigénétiques sont précis, avec des durées de vie maximales projetées correspondant à peu près à celles observées chez les personnes âgées.
La durée réelle de gestation du journal a un lien plus robuste avec la durée de vie prévue. La prédiction épigénétique de l’âge à la maturité sexuelle montre une association légèrement plus faible avec les données observées. Le prédicteur du jeune animal présente de fortes corrélations avec la longévité maximale anticipée, même si la contrainte d’âge a limité le nombre d’espèces accessibles à l’investigation. L’équipe a constaté que les durées de vie maximales estimées pour des échantillons individuels pouvaient différer et que les durées de gestation et les âges de maturité sexuelle étaient considérablement corrélés à l’âge dans certaines strates de tissus d’espèces.
L’étude a montré une association positive entre la longévité maximale et le poids moyen des adultes dans toutes les espèces, malgré une corrélation négative entre le poids adulte et la longévité maximale chez d’autres espèces. Cependant, le prédicteur épigénétique de longévité maximale était positivement associé aux valeurs réelles. Les chercheurs ont découvert une relation négative entre le risque de cancer chez les mammifères et la période de gestation observée, ce qui implique que les caractéristiques du cycle de vie peuvent prédire le risque de mortalité par cancer chez les mammifères. Cependant, aucun lien significatif n’a été découvert entre les prédictions épigénétiques des caractéristiques de l’histoire de vie et le risque de cancer chez les mammifères, ce qui suggère que les activités liées au mode de vie ont un impact négligeable sur la longévité humaine maximale.
L’étude a révélé que la longévité maximale d’une espèce est étroitement liée à sa signature épigénétique, quels que soient le sexe, la masse corporelle, la restriction calorique ou le mode de vie. Cette signature est affectée par l’inactivation de l’hormone de croissance et par la reprogrammation complète. Les estimateurs épigénétiques avaient une plus grande précision pour le temps de gestation que pour la longévité maximale, probablement en raison de la difficulté à collecter des données correctes sur diverses espèces. Le dimorphisme sexuel dans les projections de durée de vie a démontré une congruence entre les sexes, tandis que les femelles avaient une durée de vie attendue plus élevée chez 17 espèces, y compris les humains.
2024-06-11 06:47:00
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