一项新的研究揭示了体细胞突变与表观遗传修饰之间的直接联系，挑战了关于衰老的既定观点。研究人员发现，随机基因突变会驱动可预测的DNA甲基化变化，为突变积累与表观遗传时钟之间的关系提供了新的见解。
这表明表观遗传变化可能是追踪而不是导致衰老，使得逆转衰老比以前认为的更加困难。这些发现重新定义了我们对分子水平上衰老的理解，并对未来抗衰老疗法产生了重要影响。
关键事实：
- 突变-表观遗传联系： 随机基因突变驱动可预测的表观遗传变化。
- 衰老复杂性： 表观遗传时钟可能追踪由体细胞突变引起的衰老。
- 治疗影响： 逆转衰老可能需要解决突变，而不仅仅是表观遗传学。
加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员发表了新的研究成果，为一个古老的问题提供了新的视角：分子水平上的衰老是由什么引起的？
他们的研究结果发表在《自然衰老》杂志上，描述了一种前所未见的联系，即两种最被接受的解释：随机基因突变和可预测的表观遗传修饰之间的联系。
后者也被称为表观遗传时钟理论，已被科学家广泛用于作为生物老化的一致定量测量方法。
利用这种关系，研究人员能够通过突变或表观遗传变化进行类似的年龄预测。然而，新的研究表明这个过程可能并不简单。
“主要的研究机构和公司正在押注逆转表观遗传时钟作为一种逆转衰老影响的策略，但我们的研究表明这可能只是在治疗衰老的症状，而不是根本原因，”共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院和雅各布斯工程学院教授Trey Ideker博士说。
“如果突变确实是观察到的表观遗传变化的原因，这一事实可能会从根本上改变我们未来对抗衰老努力的方法。”
关于衰老和DNA之间关系有两种主流理论。体细胞突变理论认为，衰老是由突变（我们DNA序列的永久变化）的积累引起的，这些突变随机发生。
表观遗传时钟理论认为，衰老是由于表观遗传修饰的积累引起的，这些修饰是对DNA化学结构的微小改变，不会改变基本序列，而是改变哪些基因处于开启或关闭状态。与突变不同，表观遗传修饰在某些情况下可以被逆转。
因为表观遗传修饰只发生在基因组的特定位置，而不是随机位置，它们更容易量化，并已成为科学家确定“生物年龄”的首选方法。
然而，科学家们长期以来一直在思考这些表观遗传变化的来源。
为了回答这个基本问题，研究人员分析了癌症基因组图谱和全基因组泛癌分析中记录的9,331名患者的数据。
通过比较基因突变与表观遗传修饰，他们发现突变与DNA甲基化（一种表观遗传修饰）的变化之间存在可预测的相关性。
他们发现，单个突变可以在整个基因组中引发一系列表观遗传变化，而不仅仅是在突变发生的地方。利用这种关系，研究人员能够通过突变或表观遗传变化进行类似的年龄预测。
“表观遗传时钟已经存在多年，但我们现在才开始回答为什么表观遗传时钟会‘滴答作响’，”第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物信息学博士候选人Zane Koch说。
“我们的研究表明，表观遗传变化与随机基因突变之间存在着复杂且可预测的关系。”
该研究的作者指出，进一步的研究是必要的，以充分理解体细胞突变与表观遗传变化在衰老中的关系。
然而，该研究的发现为我们理解衰老过程提供了重大突破，并对未来开发旨在预防或逆转衰老的新疗法具有重要意义。
“如果体细胞突变是衰老的根本驱动力，而表观遗传变化只是追踪这一过程，那么逆转衰老将比我们之前认为的要困难得多，”共同通讯作者、旧金山协调中心执行主任、加州太平洋医疗中心研究所高级研究员Steven Cummings博士说。
“这将我们的关注点从将衰老视为一个编程过程转变为一个主要受随机累积变化影响的过程。”
除了Ideker、Cummings和Koch之外，该研究的合著者还包括加州大学圣地亚哥分校的Adam Li和加州太平洋医疗中心研究所及加州大学旧金山分校的Daniel S. Evans。
资助： 该研究由美国国立卫生研究院资助（拨款U54 CA274502和P41 GM103504）。
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