Legătura profilurilor de expresie genetică cardiacă și ETS2 cu variabilitatea duratei de viață la șobolani
Date asociate
REZUMAT
Introducere
Identificarea genelor care promovează creșterea duratei de viață este esențială pentru eforturile moderne de cercetare în gerontologie. În ultimul deceniu, cercetătorii au identificat numeroase gene și variante genetice care măresc durata de viață în sisteme de modele simple, cum ar fi S cerevisiae, C elegans și D melanogaster (Biteau și colab., 2011; Partridge, 2011) și analizele ulterioare în sistemele de mamifere. o bază genetică pentru longevitate. Durata de viață este, totuși, dependentă de specii și tulpini, iar longevitatea este doar parțial sub control genetic (Campisi și Yaswen, 2009; Rikke și colab., 2010; Sinclair și Michan, 2007). În consecință, restricția dietetică, care promovează în general longevitatea pe o varietate de specii de mamifere (Kapahi și Katewa, 2010), poate reduce, de asemenea, durata de viață într-o manieră dependentă de tulpină (Nelson și colab., 2010). Longevitatea la mamifere, în absența prădării sau a bolii, este, prin urmare, o consecință a unei varietăți de acțiuni genetice și a proceselor metabolice și este în prezent imposibil să se știe a priori dacă un anumit produs genetic va promova o durată de viață crescută (Martin, 2002; Zahn și colab., 2007). Această incertitudine este complicată de faptul că unele gene asociate longevității pot funcționa într-un mod specific organului.
Pentru a elucida în continuare baza moleculară a variabilității duratei de viață normale la mamifere, am postulat că CM exprimă seturi unice de gene legate de supraviețuire. Pentru a testa această ipoteză, am investigat expresia genelor în inimi de la trei pete de șobolan cu durate de viață absolute diferite. Raportăm identificarea unui set unic de gene predictiv al mortalității și a unui factor de transcripție (TF) direct implicat în pierderea CM. Acest TF este reglat în mod eterogen în CM in vivo și promovează în mod specific necroza programată in vitro, care contribuie, cel puțin parțial, la componenta cardiacă a eterogenității longevității observată la șobolani.
Rezultate
Analize microarray și predicția genelor putative asociate longevității
Pentru a identifica transcrierile cu o abundență modificată predictivă a duratei de viață relativă, am generat profiluri transcriptomice ale inimilor masculine Fisher (F) 344 și ale inimilor de șobolani Wistar în funcție de vârstă (Fig. 1 și S1A). În loc să raportăm doar diferențe semnificative și modificări ale abundenței transcrierilor, am „corectat” variabila absolută „vârstă” în „durată de viață relativă” și am reorganizat toate datele microarray în grupuri de mortalitate (de exemplu, clase) pe baza probabilității cumulative de a muri la o vârstă specificată în cadrul fiecărei cohorte de șobolani (Fig. 1 și S1B, Tabelul 1). Apoi am analizat datele reorganizate și combinate de la ambele tulpini, folosind o variantă a celei mai apropiate clasificări de centroid micșorat, numită Analiza de predicție a microarrays-urilor (PAM), care a fost inițial dezvoltată pentru a clasifica și prezice caracteristicile de diagnostic ale probelor de cancer. Am folosit în mod specific PAM pentru a prezice grupurile de mortalitate pe baza profilurilor de expresie genică și a curbelor relative de mortalitate (Schaner și colab., 2003; Sorlie și colab., 2003). „Antrenamentul” PAM a fost apoi utilizat pentru a identifica transcrieri genetice al căror centru a fost stabil în probe din aceeași clasă de la șobolani F344 și Wistar, iar validarea încrucișată PAM a fost utilizată pentru a identifica statistic un set minim de transcrieri genetice (n = 252) a caracterizat fiecare clasă (Fig. 2A). Erorile testului PAM au fost de asemenea calculate pentru precizia predicției (Fig. 2B).
Acest studiu a fost conceput pentru a utiliza seturi de date microarray, normalizate la „durata de viață relativă” pentru a identifica transcripțiile genetice predictive ale grupurilor de longevitate. Datele au fost grupate, factorii cis și trans identificați și datele analizate în funcție de mortalitate folosind 3 tulpini de șobolan. Datele rezultate au fost folosite pentru a identifica TF-uri independente de tulpină și dependente de vârstă care au mimat și, eventual, au reglementat expresia setului de gene informative. Au fost efectuate teste funcționale pentru a determina modul în care un factor ar putea contribui la variabilitatea longevității la rozătoare.
tabelul 1
Grupuri de vârstă și mortalitate relativă
| Fisher 344 (F344) | 1-3 zile (NNCM) | ||
| 3 luni (ACM) | 0% | ||
| 6 luni | 6 | 0 | |
| 12 | 12 | 4 | |
| 18 | 18 | 8 | |
| 24 | 24 | 30 | |
| 30 | 30 | 80 | |
| Wistar (W) | 6 luni | 6 luni | 0% |
| 12 | 12 | 4 | |
| 18 | 17/18 | 8 | |
| 23/24 | 23/24 | 30 | |
| 27 | 27 | 80 | |
| Fisher × Brown Norvegia (F/N) | 2 luni | 0% | |
| 6 luni | 6 | 0 | |
| 12 | 4 | ||
| 16 | 8 | ||
| 24 | 20 | ||
| 32 | 30 | ||
| 36 | 36 | 80 |