加州大学洛杉矶分校的研究人员领导了关于哺乳动物衰老和寿命的开创性研究
加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院和加州大学洛杉矶分校健康中心的科学家领导了一个国际研究小组，发表了两篇详细介绍 DNA 变化的文章——研究人员发现，人类和其他哺乳动物在整个历史上都有这种变化，并且与寿命和许多其他特征有关。
“我们发现哺乳动物的寿命与 DNA 分子的化学修饰密切相关，特别是表观遗传学，或更准确地说是甲基化。从本质上讲，寿命较长的哺乳动物表现出更明显的 DNA 甲基化景观，而寿命较短的物种则具有更柔和、更平坦的甲基化模式，”这两篇文章的资深作者 Steve Horvath 博士说。衰老过程以及研究进行时加州大学洛杉矶分校人类遗传学和生物统计学教授。
加州大学洛杉矶分校生物化学、计算机科学和计算医学教授杰森·恩斯特 (Jason Ernst) 表示：“我们设计的用于测量哺乳动物 DNA 甲基化水平的技术以及大型研究人员联盟的组织样本贡献导致了高度独特的数据集，当使用先进的计算和统计工具进行分析时，揭示了对哺乳动物 DNA 甲基化、寿命、衰老和其他生物过程之间关系的更深入的了解。”
这些研究一项发表在《科学》杂志上，另一项发表在《自然衰老》杂志上，重点关注 DNA 甲基化或胞嘧啶甲基化，这是胞嘧啶的一种化学修饰，胞嘧啶是 DNA 分子的四个组成部分之一。
DNA 甲基化是细胞控制基因表达(打开或关闭基因)的一种机制。在这些研究中，研究人员重点关注不同物种之间 DNA 序列基本相同的位置的 DNA 甲基化差异。
为了研究 DNA 甲基化的影响，近 200 名研究人员(统称为哺乳动物甲基化联盟)收集并分析了涵盖 348 个哺乳动物物种的 15,000 多个动物组织样本的甲基化数据。他们发现甲基化谱的变化与进化过程中遗传学的变化密切相关，这表明基因组和表观基因组的进化相互交织，影响着不同哺乳动物物种的生物学特征和性状。
科学研究的结果包括：
甲基化，正如它留下的表观遗传“标记”所证明的那样，与哺乳动物物种的最大寿命有着密切的相关性。Horvath 将 DNA 分子上的甲基化谱视为具有波峰和波谷的地形，他评论说，寿命长的物种具有突出的波峰和波谷，这些波峰和波谷是在较长的妊娠和发育期间形成的。相比之下，寿命短的物种妊娠期短，发育快，导致细胞具有更平坦、更不明确的甲基化景观。
物种的最长寿命与特定的发育过程相关，正如某些基因和遗传转录因子的参与所表明的那样。
甲基化水平与最大寿命相关的胞嘧啶不同于那些随实际年龄变化的胞嘧啶，这表明与物种内平均寿命相关的分子途径与决定物种最大寿命的分子途径不同。
进化不仅作用于遗传水平，还作用于表观遗传水平。“我们的结果表明 DNA 甲基化受到进化压力和选择的影响，”作者说，他们的数据库已向其他研究人员公开。
Horvath 和联盟研究人员使用该数据库的一个子集来研究 185 种哺乳动物的甲基化谱。通过识别所有哺乳动物随年龄增长而发生的甲基化水平的变化，他们开发了一种“通用泛哺乳动物时钟”，这是一种可以准确估计所有哺乳动物物种年龄的数学公式。这项研究的结果发表在《自然衰老》杂志上。
Horvath 和加州大学洛杉矶分校的团队于 2011 年利用人类唾液样本引入了用于年龄测量的表观遗传时钟的概念。两年后，Horvath 证明胞嘧啶甲基化能够创建一个数学模型来估计所有人体组织的年龄。这项描述通用时钟的新研究表明，单一公式可以准确估计哺乳动物组织和物种的年龄。
自然衰老研究的发现包括：
从短命的老鼠到长寿的人类、蝙蝠和鲸鱼，泛哺乳动物时钟在不同寿命的物种中都保持着高精度。
通用泛哺乳动物时钟是人类和小鼠亡风险的预测因子，这表明它们可能对临床前研究有价值。因此，根据时钟逆转小鼠表观遗传年龄的干预措施可能也适用于人类。
该研究确定了细胞遗传物质中随年龄增长或失去甲基化的特定区域。
研究表明，发育基因在表观遗传时钟的功能中发挥作用。
该研究将发育途径与时间老化效应和组织退化联系起来。这驳斥了长期以来的观点，即衰老完全是由随时间累积的随机细胞损伤引起的。相反，衰老的表观遗传方面遵循预定的“程序”。
泛哺乳动物生物钟的发现提供了令人信服的证据，表明衰老过程在进化上是保守的——随着时间的推移保持一致——并且与所有哺乳动物物种的发育过程密切相关。
作者霍瓦斯是哺乳动物甲基化联盟的首席研究员，也是这两篇论文的资深作者。《科学》杂志文章的第一作者是加州大学洛杉矶分校的 Amin Haghani 博士和 Caesar Z. Li 博士。Nature Aging 论文的第一作者是加州大学洛杉矶分校的 Ake T. Lu 博士和 Zhe Fei 博士。加州大学洛杉矶分校的许多其他教职人员及其学生、博士后研究员和研究人员都是共同作者。其中包括 Jason Ernst 博士;杨威廉博士 医学博士、哲学博士;凯伦·西尔斯博士;和任拉里森博士。所有作者和隶属关系的完整列表随文章一起发布。
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