一个人如何才能确切知道自己已经活了多少年、多少月、多少天？许多计算机网站可以通过输入生日来即时计算出这个数字。但如果某人已经去世且身份不明，或在恐怖袭击后只留下身体的一部分，或有人犯罪后只留下DNA呢？
现在，耶路撒冷希伯来大学（Hebrew University of Jerusalem）的研究人员开发出一种极其精准的方法，可以根据DNA预测个体的年龄。
研究团队由Bracha Ochana和Daniel Nudelman领导，在计算机科学与工程学院计算生物学项目负责人Tommy Kaplan教授、Yuval Dor教授和Ruth Shemer教授的监督下进行。
他们开发出一种令人惊叹的精确方法，仅通过少量DNA样本即可估算一个人的年龄。研究人员表示，这种方法不仅可以通过微量DNA帮助专家估算嫌疑人的年龄——这是现有工具难以实现的突破，而且在医学和衰老研究方面也具有巨大潜力。
科学家们利用最先进的人工智能技术，创造出一种名为MAgeNet的工具，只需一项简单的血液检测，即可确定一个人的“实际年龄”——即出生以来的年数。对于50岁以下的人群，其误差范围小至1.36年（约16个月零9天）。
年龄预测为临床诊断提供更多可能性
Kaplan在接受《耶路撒冷邮报》采访时表示：“时间的流逝会在我们的DNA上留下可测量的痕迹。我们的模型以惊人的精确度解码这些痕迹。我们目前正在与以色列警方合作，但尚未与阿布卡比尔法医医学研究所合作。细胞、组织和器官是如何衰老的，目前还不清楚。”
他补充道：“我们的技术基于两个短的基因组区域，利用深度学习网络在单分子分辨率下分析DNA甲基化模式，从而实现年龄预测，50岁以下人群的中位误差低至1.36年。该方法不受吸烟、体重指数和性别的影响，在法医学、衰老研究和个性化医学中具有潜在应用价值。”
研究团队表示，从生物样本中预测实际年龄和生物年龄在临床诊断、监测和其他类型的研究中提供了巨大的机会。研究人员指出，实际年龄（即自出生以来的时间）与健康状况密切相关；而生物年龄虽然较难定义，但可以提供更准确的衰老信息和患病倾向。
这项研究发表在《Cell Reports》上，标题为“Time is encoded by methylation changes at clustered CpG sites”。研究分析了来自300多名健康人的血液样本，以及由医学院Hagit Hochner教授领导的长达十年的耶路撒冷围产期研究（JPS）数据。研究显示，该模型在各种变量下都表现稳定，甚至适用于不同的生物衰老标志。
甲基化是一种生化过程，其中甲基（CH3）被添加到如DNA、RNA、蛋白质等分子上，以改变这些分子在细胞内的功能，影响基因表达、蛋白质功能，甚至疾病风险。
DNA甲基化是一种关键的表观遗传修饰，通过在不改变DNA序列的情况下影响基因表达。表观遗传学指的是不涉及DNA序列变化的基因表达变化，而是由行为和环境等因素影响基因在体内的读取和使用方式。
为了评估个体表观遗传时钟的潜在适用性，研究人员分析了从24至74岁捐赠者收集的尿液和唾液样本中的DNA甲基化情况。从每个样本中提取DNA并进行精细测序。通过聚焦人类基因组的两个关键区域，研究团队能够在单分子水平上读取这些变化，然后使用深度学习将其转化为精确的年龄预测。
这一过程可以抑制或激活基因转录，具体取决于甲基化在基因组中的位置。DNA甲基化对于包括发育、疾病发展和细胞分化在内的各种生物过程至关重要。十年的分析表明，早期偏离预测年龄的情况会持续一生，而后续的变化则忠实记录了时间。令人惊讶的是，仅使用50个DNA分子就可以进行准确的年龄预测，这表明年龄是由单个细胞编码的。
Dor表示：“这为我们了解衰老在细胞层面的工作机制打开了新的窗口。这是生物学与人工智能结合的有力例证。”研究还揭示了DNA随时间变化的新模式，表明我们的细胞以随机和协调爆发的方式编码年龄，就像滴答作响的生物钟一样。
Shemer说：“这不仅仅是知道你的年龄，而是理解你的细胞如何逐分子地记录时间。”
至于生物年龄，研究团队并未深入研究，但生物年龄可能与实际年龄大不相同。耶路撒冷希伯来大学埃德蒙和莉莉·萨夫拉大脑科学中心（Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences）的计算神经科学家Naomi Habib教授解释说，已知有些80多岁和90多岁的人比许多更年轻的人更健康、更活跃。
她表示：“生物年龄是对身体功能状态的衡量，受遗传、生活方式和环境的影响，可能与实际年龄显著不同。生物年龄可以在运动和认知能力方面体现出来。测量生物年龄的一种方法是观察DNA分子的变化。我们出生时拥有DNA，它本应终生保持不变，但实际上它会发生变化——这些突变可能导致癌症和其他疾病。”
大多数基于甲基化的表观遗传时钟被开发出来，以反映实际年龄和生物年龄，偏离前者通常被解释为衰老速度加快或减缓的体现。耶路撒冷希伯来大学团队则专注于编码纯粹实际年龄的分子机制，以更好地理解细胞如何编码时间，并为研究和法医学应用提供工具。
Habib补充说，生物年龄可能与端粒长度有关——端粒是染色体末端的重复DNA序列区域，保护染色体末端不被磨损或缠结。“端粒随着年龄增长和细胞分裂而缩短，它们就像生命的时间。但这些不会在所有地方分裂，比如大脑。”
她和她的团队“有兴趣解开认知弹性的秘密。从DNA和甲基化中可以获得大量信息，许多因素影响着生物年龄、诊断和个性化医学。我们将能够查明某些医疗治疗是否对患者有益或有害。”
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