年龄和基因:哪个对决定我们如何变老更重要?
在众多关于基因如何影响我们变老的猜测和研究中，加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的一项研究现在表明，随着我们变老，我们DNA的个体差异变得不那么重要，而且更容易患上糖尿病和癌症等老年病。
在一项关于基因、衰老和环境的相对影响的研究中，大约有2万人类基因都表示，研究人员发现衰老和环境的关系远比遗传变异在我们变老的过程中影响我们很多基因的表达谱。基因表达的水平——也就是活动的上升或下降——决定了我们的一切激素水平新陈代谢到酶的调动来修复身体。
“你的基因——你从你的精子捐献者还有你的卵子捐献者和你的进化的历史-影响你是谁，你的表现型，比如你的身高，体重，是否有心脏病?”加州大学伯克利分校综合生物学助理教授、校园计算生物学中心成员彼得·苏德曼说。“我们已经做了大量的工作人类遗传学了解基因是如何被激活和关闭的人类基因变异．我们的项目源于这样一个问题:“一个人的年龄对这有什么影响?”我们发现的第一个结果是，你的基因对你的影响实际上是随着年龄的增长而减小的。”
换句话说，虽然我们个人的基因组成可以帮助预测我们年轻时的基因表达，但当我们变老时(在这项研究中，年龄超过55岁)，它在预测哪些基因增加或减少方面就没有那么有用了。例如，同卵双胞胎有相同的基因，但随着他们年龄的增长，他们的基因表达谱差异，意味着双胞胎在衰老过程中彼此的差异很大。
Sudmant说，这些发现对将衰老疾病与人类基因变异联系起来的努力具有启示意义。在追求药物靶点时，这类研究或许应该少关注那些影响基因表达的基因变异。
“几乎所有人类常见病都是衰老引起的疾病:阿尔茨海默氏症、癌症、心脏病、糖尿病。所有这些疾病增加他们的患病率随着年龄的增长,”他说。“大量的公共资源已经投入到识别使你易患这些疾病的基因变异上。我们的研究表明，事实上，随着年龄的增长，基因对基因表达的影响越来越小。所以，当我们试图确定这些衰老疾病的原因时，也许我们需要注意这一点。”
Sudmant和他的同事本周在杂志上发表了他们的研究结果自然通讯．
梅达沃的假设
这些发现与Medawar的假设一致:我们年轻时启动的基因更容易受到进化的限制，因为它们对确保我们存活下来繁衍后代至关重要，而我们达到生育年龄后表达的基因受到的进化压力更小。所以，人们会期望在晚年基因的表达方式上会有更多的变化。
“我们都在以不同的方式变老，”Sudmant说。“虽然年轻的人在基因表达模式上更接近的人，年龄较大的人则离得更远。随着基因表达模式变得越来越不稳定，这就像时间的漂移。”
Sudmant说，这项研究是第一次在如此广泛的组织和个体中观察衰老和基因表达。他和他的同事建立了一个统计模型来评估基因和衰老在近1000个人的27个不同的人体组织中的相对作用，发现衰老对不同组织的影响差异很大——超过20倍。
“在你身体的所有组织中，基因的影响是一样的。似乎它在其中扮演的角色并不多组织或者换一张纸巾，”他说。“但不同组织之间的衰老有很大不同。在你的血液,结肠、动脉食道、脂肪组织、年龄比你的遗传起着更为强大的作用在推动你的基因表达的模式。”
Sudmant和同事们还发现，Medawar的假设并不适用于所有组织。令人惊讶的是,在五种组织,进化的重要基因表达水平上高于老年人。
Sudmant说:“从进化的角度来看，这些基因应该被打开，这是违反直觉的，除非你仔细观察这些组织。”这五种组织恰好是在我们的一生中不断变化的组织，也是产生最多癌症的组织。每次这些组织自我替换时，它们都有可能产生导致疾病的基因突变。
他说:“我想这告诉了我们进化的极限。”“例如，你的血液必须不断增殖，你才能活下去，所以这些超级保守的、非常重要的基因必须在生命的晚期被打开。这是有问题的，因为这意味着这些基因很容易发生体细胞突变，并以一种糟糕的、癌变的方式永远被打开。所以，它给了我们一点关于生活的限制是什么样子的观点。它限制了我们生存的能力。”
Sudmant指出，这项研究间接地表明了环境对衰老的影响，这是除年龄和基因之外的一切因素的影响:我们呼吸的空气、喝的水、吃的食物，还有我们的体育锻炼水平。环境量的三分之一基因表达随着年龄的增长而变化。
Sudmant正在进行类似的分析基因在其他几种生物中——蝙蝠和老鼠——观察它们的差异，以及这些差异是否与这些动物的不同寿命有关。
加州大学伯克利分校的研究生Ryo Yamamoto和Ryan Chung是这篇论文的共同第一作者。其他合著者有胡安·曼努埃尔·巴斯克斯、盛焕杰、菲利帕·斯坦伯格和尼拉·约阿尼迪斯。这项工作得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的国家普通医学科学研究所(R35GM142916)的支持。
