Post::
by Dmitrii Kriukov

Тернистый путь к теории старения.

Много было сломано копий в попытке написать единую теорию старения, в результате чего наплодилось их свыше нескольких сотен. Такое их разнообразие, по видимому, оказалось возможно, потому что разные авторы используют различные критерии того что они бы назвали «хорошей» теорией. Под «хорошей», в рамках этого текста, будем понимать такую теорию, которая бы могла объяснить некоторый набор, важных для этой науки, экспериментальных (или натуралистических) наблюдений. Следовательно, то, какие эксперименты решает объяснить ученый в рамках своей теории, а какие считает несущественными, решает он сам. Это не означает, что консенсусу не бывать. Если на секунду предположить, что старение является универсальным феноменом единообразно действующим на 100% людей или даже 100% млекопитающих (а при более широком рассмотрении и на 100% хордовых), то легко предложить критерий «хорошести» теории:

Способность объяснять различия в продолжительности жизни различных видов.

Из современной литературы мы, в общем, действительно можем видеть, что этот критерий является до некоторого рода консенсусом среди ученых. Есть статьи по сравнительной биологии старения различных животных. Успехи в некоторых интервенциях против старения: ограничение калорий, рапамицин и т.д. до некоторой степени транслируемы между различными видами. Я думаю найдется мало ученых готовых всерьез утверждать, что старение мыши не имеет ничего общего со старением человека - такое предположение было бы весьма маргинальным и потребовало бы сверхусилий по его обоснованию. Поэтому договоримся, хотя бы в рамках этого поста, считать этот критерий справедливым. Но тогда мы немедленно приходим к следующему довольно хорошо (даже математически строго) поставленному вопросу: какие биологические признаки (или биомаркеры), обнаруживаемые в разных видах, могли бы объяснить их различия в продолжительности жизни?

Короткий жест над поисковой строкой немедля принес в мои руки следующую публикацию «A genomic predictor of lifespan in vertebrates» []. Сейчас поведаю ее суть.

Наши австралийские коллеги сделали крайне простую вещь:
- Выгрузили данные о максимальной продолжительности жизни (МПЖ) различных видов из AnAge.
- Скачали собранные геномы 252 различных хордовых из NCBI.
- Выравняли эти геномы на человеческие промоторы генов из Eukaryotic Promoter Database (EPD) с помощью BLAST.
- На 42 хорошо выравнявшихся промоторах посчитали плотность CpG динуклеотидов (в окне -500..100 вокруг TSS).
- Обучили линейную регрессию на CpG-плотности промоторов предсказывать МПЖ.
- Получили R2 = 0.76 на тестовой выборке (см. первую картинку).
…

Чего? А так можно было? 76% дисперсии кросс-видовой МПЖ объясняется… плотностью CpG в консервативных промоторах???
Вот это да!

Лично у меня отвисла челюсть. У нас тут десятилетиями разгорается дискуссия о том что такое старение, а коллеги берут и делают работу, которую за 4 месяца с нуля способен сделать первокурсник магистратуры ФББ МГУ или Сколтеха и объясняют 76% дисперсии МПЖ. Гениально!

Здесь хотел бы донести некоторую глубину того что на самом деле произошло. Некоторое время назад было высказано коллективное мнение, что нам необходима феноменологическая теория старения. Ну так вот она: линейная регрессия на 42 промоторах объясняющая 76% МПЖ - чем вам не феноменологическая теория? А может какая-то другая теория сделать также? Но кроме того, если удалить из датасета все виды кроме млекопитающих, то этот процент вырастает до 91%.