《Cell》：顛覆認(rèn)知！衰老的元兇竟是DNA的這種表達(dá)修飾！

隨著機(jī)體衰老的發(fā)生，生物體的DNA會(huì)出現(xiàn)許多遺傳位點(diǎn)的改變，這在許多年以前人們就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)?？墒?，為什么雙胞胎在整個(gè)衰老過程中會(huì)出現(xiàn)不同的遺傳學(xué)改變，這一直困擾這世界各地的遺傳學(xué)家。目前，來自斯坦福大學(xué)的研究人員利用單細(xì)胞染色體測(cè)序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了表觀遺傳在衰老這一生理過程中舉足輕重的作用。

何為表觀遺傳學(xué)？

想要了解該發(fā)現(xiàn)的結(jié)論，我們首先要了解什么是表觀遺傳學(xué)。舉個(gè)例子，兩個(gè)同卵雙生的雙胞胎，他們的DNA是*相同的，但是為什么他們會(huì)在一些病理生理過程中表現(xiàn)的不同，比如為什么弟弟的脫發(fā)情況比哥哥的脫發(fā)情況更為嚴(yán)重呢？

刨除環(huán)境等外界因素，就生物體本身而言，雖然兩者的DNA*相同，但在DNA轉(zhuǎn)錄翻譯的過程中，由于DNA或者染色體修飾，其產(chǎn)物會(huì)有很大的不同。目前已經(jīng)明確的修飾包括DNA/染色體的甲基化、組蛋白的乙?；?、磷酸化和泛素化等等。就是這些修飾的差異，產(chǎn)生了表觀遺傳學(xué)上的差異。

衰老中表觀遺傳學(xué)會(huì)有影響嗎？

先前的研究發(fā)現(xiàn)，個(gè)體的衰老與其體內(nèi)的免疫細(xì)胞存在關(guān)系。團(tuán)隊(duì)其中一員Khatri說：“除了奇怪的突變或染色體末端的某些磨損之外，你的DNA基本上和你年齡相同。但是，盡管大多數(shù)時(shí)候我們的基因并沒有隨著年齡的變化而發(fā)生很大的變化。

但是隨著時(shí)間的推移，每個(gè)基因的活躍程度都會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生相當(dāng)大的變化。特別是，隨著年齡的增長(zhǎng)，我們免疫系統(tǒng)中眾多類型的白細(xì)胞顯示出顯著的基因活化水平變化”。

由于過分關(guān)注遺傳學(xué)，研究人員往往忽略了人類免疫學(xué)和環(huán)境的影響。

斯坦福大學(xué)的研究小組假設(shè)，免疫細(xì)胞基因的衰老可能是由于細(xì)胞組蛋白發(fā)生表觀遺傳學(xué)變化過量引起。他們著手明確不同人群之間或同一人群的不同個(gè)體細(xì)胞之間的免疫細(xì)胞是否存在差異。

衰老過程中單細(xì)胞遺傳分析

科學(xué)家們研發(fā)了一種稱為質(zhì)量流式細(xì)胞術(shù)的技術(shù)。通過這種技術(shù)，他們可以快速明確大量細(xì)胞的個(gè)體類型和狀態(tài)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，對(duì)于許多免疫細(xì)胞類型而言，老年人的細(xì)胞比年輕人的細(xì)胞具有更多的組蛋白標(biāo)記。此外，年紀(jì)較大的人顯示更多的細(xì)胞間變異，其組蛋白標(biāo)記的數(shù)量比年輕人多。

為了評(píng)估環(huán)境與遺傳對(duì)組蛋白標(biāo)記的影響，研究人員從同卵雙胞胎中獲得血樣并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的組蛋白測(cè)序。

數(shù)據(jù)分析表明，老年人間的組蛋白標(biāo)記差異是由于眾多不合理的因素所導(dǎo)致，這包括食物，睡眠，運(yùn)動(dòng)，感染，工作，生活在哪個(gè)城市以及身體或心理上的其他壓力和經(jīng)濟(jì)壓力。

這項(xiàng)研究不僅為目前的表觀遺傳研究提供了新的研究利器，同時(shí)也揭示了表觀遺傳在衰老過程中通過改變免疫細(xì)胞的性狀，進(jìn)而可以影響整個(gè)機(jī)體的改變。

zui重要的是，作為一個(gè)普通人，我們應(yīng)該更加關(guān)注我們的衣食住行，小小的生活因素或許就會(huì)改變?nèi)梭w的表觀遺傳學(xué)變化。

參考文獻(xiàn):

Peggie Cheung, Francesco Vallania,Hayley C. Warsinske.Single-Cell Chromatin Modification Profiling Reveals Increased Epigenetic Variations with Aging