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蝙蝠的第一个表观遗传钟

马里兰大学和UCLA研究人员领导的一项新研究发现,组织样本中的DNA可用于准确预测野外蝙蝠的年龄。这项研究还表明,长寿物种的DNA与年龄有关的变化与短寿物种的DNA变化不同,尤其是在与癌症和免疫相关的基因附近的基因组区域。这项工作提供了与年龄有关的下降原因的新见解。

这是第一篇研究论文,表明可以使用表观遗传时钟准确地对野外动物进行衰老,该表观遗传时钟根据DNA的特定变化预测年龄。这项工作为生物学家研究野外动物提供了一种新工具。此外,结果还提供了许多蝙蝠物种超长寿命背后的可能机制的见解。这项研究发表在2021年3月12日的《自然通讯》杂志上。

UMD生物学教授,该论文的共同主要作者杰拉尔德·威尔金森说:“我们希望这些表观遗传学变化能够预测年龄。”“但是现在我们有数据显示,不必确定整个年龄就必须跟踪动物,您只需出去采集野外个体的一小部分样本就能知道其年龄,这使我们能够提出以前从未有过的各种问题。”

研究人员检查了来自已知年龄的蝙蝠(代表26种)的DNA,以发现基因组中与衰老有关的位点的DNA甲基化变化。DNA甲基化是关闭基因的过程。它发生在整个发育过程中,是细胞的重要调节剂。总体而言,随着年龄的增长,整个基因组中的甲基化趋向于减少。研究人员使用机器学习发现数据中的模式,他们可以根据基因组中160个位点的甲基化变化,估计蝙蝠的年龄在一年之内。数据还显示,寿命长的蝙蝠与衰老的蝙蝠相比,随着年龄增长,总体甲基化变化较小。

然后威尔金森和他的团队分析了四种蝙蝠的基因组-三种长寿和一种短寿-鉴定存在于基因组区域中与年龄相关的甲基化差异与寿命相关的特定基因。他们发现了基因组中的特定位点,在短命蝙蝠中,甲基化更可能增加而不是随着年龄的增长而降低,而在长寿蝙蝠中则没有,并且这些位点位于癌性肿瘤和癌症中频繁突变的57个基因附近。 195个基因参与了免疫。

威尔金森说:“真正有趣的是,我们发现短寿命蝙蝠中甲基化随年龄增长而增加的位点附近的基因已被证明与肿瘤发生,癌症和免疫反应有关。”“这表明在这些地区可能存在一些有关长寿机制的研究。”

威尔金森说,分析甲基化可能提供深入了解物种之间许多与年龄相关的差异的信息,并使人们更好地了解许多物种与年龄相关的衰落原因。

他说:“蝙蝠的寿命很长,但是它们的听力并不会随着年龄的增长而衰减,就像我们一样。”“您可以使用这种方法来查看与听力相关的甲基化是否存在差异。

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