遗传背景可能会影响对衰老的适应
加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的一位心理学家领导的一项研究表明,我们在晚年如何适应衰老可能受到基因的影响。
这项研究发表在衰老细胞,它暗示了如何表观遗传因素与衰老有关。表观发生是一个化学物质附着在DNA上控制其活性的过程。可遗传给后代的表观遗传变化,可能对加速衰老以及伴随衰老而来的认知和身体功能衰退至关重要。表观遗传修饰导致改变基因表达可能会发生许多生物过程,包括研究人员关注的一个:DNA甲基化。
在DNA甲基化,甲基基团被添加到DNA分子上。DNA有四种不同类型的核苷酸:A、T、G和C。DNA甲基化发生在真核生物DNA的C碱基。DNA甲基化的变化与衰老密切相关。
加州大学洛杉矶分校的心理学教授钱德拉·雷诺兹和她的同事们对96对瑞典和丹麦的同性老年双胞胎进行了为期10年的DNA甲基化研究环境影响导致网站-特异性DNA甲基化随时间变化。
他们发现个体差异在血液中DNA甲基化的测量超过35万个位点在老年双胞胎中表观基因组在晚年部分是遗传的,在69岁至79岁之间的10年间是纵向的。这些发现可以帮助科学家更好地理解基因和环境对衰老过程中甲基化的稳定性和动态性的贡献,并为未来在不同人群中的研究奠定基础。
领导这项研究的认知衰老专家雷诺兹说:“我们还发现,先前与年龄有关的甲基化位点和包含在甲基化‘时钟’中的甲基化位点比其他剩余位点更具有遗传性。”“最具遗传性的位点存在于参与免疫炎症和神经递质途径的基因中。在10年的时间里甲基化稳定性较低的位点存在于参与压力相关途径的基因中。”
与年龄相关的部位是最具遗传性的,这一发现支持了生物衰老速率的遗传调控,包括调控人们对衰老的反应环境挑战例如暴露于SARS-Cov-2等病毒中,这种病毒会传播COVID-19。
“随着年龄的增长,甲基化模式的改变已经被观察到,由于甲基化差异可能部分由我们的经验和行为导致,它们可能是可以改变的,”雷诺兹说。“我们的结果强调,即使是在晚年,在‘惊人财富的投下和箭头’中,甲基化的一些个体差异是适度遗传的,并有助于10年后的甲基化模式。”
雷诺兹进一步解释说,遗传影响有助于稳定性,而非共享因素随着年龄的增长而累积,表明人们对环境暴露的反应方式日益多样化。她说,遗传性一般是由于稳定的基因贡献,但非共享的环境因素的作用越来越大,这些环境因素是一个人独有的,而她的兄弟姐妹却不共享。
根据雷诺兹的研究,与衰老相关的DNA甲基化位点总体上更具遗传性。这与生物衰老速率的遗传调控相一致,可能包括涉及免疫炎症途径和神经递质途径的基因位点,并解释了人们如何适应健康和衰老条件。
“最遗传的网站可能参与这些途径,这表明对老化和衰老的适应可能因遗传背景而差异地影响,”她说。“最遗传或家族性部位位于参与免疫炎症途径的基因中,表明我们如何适应衰老过程,包括患有疾病的抗性或患有症状,可能部分地遗传调节。”
这篇研究论文的题目是“双胞胎衰老后的表观遗传变化十年:遗传和环境对纵向DNA甲基化的贡献”。
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