Колебания экспрессии генов, то есть процессов синтеза мРНК с ДНК, происходят в тканях еще в течение многих часов после смерти человека. Эти изменения обусловлены не только неспецифическим распадом РНК в результате некроза тканей, но и активной транскрипционной регуляцией — к примеру, для многих генов в тканях после смерти человека наблюдается повышение экспрессии. Это выяснили испанские биоинформатики путем анализа большой базы данных, включающей в себя информацию об экспрессии генов в десятках образцов тканей, взятых у недавно умерших людей. Как пишут ученые в статье в Nature Communication, им удалось построить модель, позволяющую по экспрессии генов в таких легкодоступных тканях, как кожа и подкожный жир, определить время смерти человека и даже причину смерти.

Посмертные образцы — важный источник информации об активности генов в различных тканях, в особенности для тех, к которым при жизни человека нет доступа (к примеру, на днях мы писали о том, что можно анализировать РНК в посмертных образцах мозга больных психическими расстройствами). Очевидно, что после смерти количество мРНК меняется — это обусловлено поначалу гипоксией тканей, а потом гибелью клеток и деградацией молекул РНК. Для того, чтобы сохранить макромолекулы в тканях, образцы стараются брать как можно быстрее и обрабатывают их специальными фиксирующими растворами.

Исследователи из Университета Порто в Португалии и Института науки и технологий в Барселоне (Испания) решили проследить за изменением количества мРНК в тканях после смерти и провели анализ результатов секвенирования мРНК, доступных в базе GTEx, для 7105 образцов от 540 умерших доноров. Коллекция включала образцы 36 тканей, в том числе ткани из внутренних органов, кровь и образцы тканей мозга — коры и мозжечка. Время забора образцов от доноров составляло от 17 минут до 30 часов с момента смерти.

Ученые показали, что в разных тканях экспрессия генов колеблется в разной степени — сильнее всего в мышцах, а в мозжечке РНК остается относительно стабильной часами. Большинство изменений происходило в интервалах 4–6, либо 6–15 часов после смерти, а между 14 и 24 часами экспрессия стабилизировалась. Многие группы генов активировались после смерти — к примеру, во многих тканях происходила активация альфа-глобиновых генов (кодирующих гемоглобин), а в крови исследователи наблюдали активацию генов, связанных с процессом свертывания и стрессовым ответом. Все это говорит о наличии активной регуляции синтеза РНК, а не просто ее пассивного распада. Грубо говоря, на тканевом уровне тело остается «живым» еще в течение нескольких часов.

Исследователи предположили, что раз транскриптом (совокупность всех мРНК) изменяется согласно некой закономерности в зависимости от времени, прошедшего с момента смерти, можно решить обратную задачу — по статусу транскриптома определить время смерти. При помощи машинного обучения ученые сопоставили массивы данных и показали, что для некоторых тканей, например, кожи, подкожно-жировой клетчатки, ткани легкого или щитовидной железы можно предсказать время смерти человека с точностью около часа. Более того, по РНК оказалось можно различить смерть от инфаркта либо инсульта от смерти по другой причине. По словам авторов, их протокол может оказаться весьма востребован в криминалистике.

Ранее подобная работа была проведена на мышах и рыбках — ученые следили за активностью генов в их тканях в течение нескольких суток после смерти.

Автор: Дарья Спасская