马里兰大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员领导的一项新研究发现，来自组织样本的DNA可以用来准确预测野生蝙蝠的年龄。研究还表明，长寿物种的DNA变化与寿命短的物种不同，尤其是在与癌症和免疫相关基因附近的基因组区域。这项研究为年龄相关性衰退的原因提供了新的见解。

这是第一篇表明野生动物可以使用表观遗传时钟来精确衰老的研究论文，表观遗传时钟基于DNA的特定变化来预测年龄。这项工作为生物学家研究野生动物提供了一个新的工具。此外，研究结果为许多蝙蝠物种异常长寿背后的可能机制提供了见解。这项研究发表在2021年3月12日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

“我们希望这些表观遗传变化可以预测年龄，”马里兰大学生物学教授、该论文的联合主要作者杰拉尔德·威尔金森(Gerald Wilkinson)说。“但是现在我们有数据显示,而不必遵循动物在他们的一生中可以肯定的是他们的年龄,你可以出去拿一个微小的个体样本在野外,能够知道它的年龄,我们可以问各种各样的问题我们不能。”

研究人员观察了来自712只已知年龄的蝙蝠(代表26个物种)的DNA，以发现基因组中已知与衰老相关位点的DNA甲基化变化。DNA甲基化是一个关闭基因的过程。它发生在整个发育过程中，是细胞的重要调节因子。总体而言，随着年龄的增长，整个基因组的甲基化倾向于减少。利用机器学习在数据中寻找模式，研究人员发现，他们可以根据基因组中160个位点甲基化的变化，估计蝙蝠的年龄在一年内。数据还显示，随着年龄的增长，长寿蝙蝠的甲基化变化总体上比寿命较短的蝙蝠要少。

威尔金森和他的团队随后分析了四种蝙蝠的基因组——三种长寿，一种短命——以确定存在于基因组中与年龄相关的甲基化差异与寿命相关的区域的特定基因。他们在基因组上发现了特定的位点，在寿命较短的蝙蝠中，甲基化更有可能随着年龄的增长而增加，而在寿命较长的蝙蝠中则没有。这些位点位于癌症肿瘤中频繁突变的57个基因和195个与免疫有关的基因附近。

“真正有趣的是，我们在短寿命蝙蝠中发现甲基化随着年龄增长而增加的位点，与已经被证明参与肿瘤发生——癌症——和免疫反应的基因接近，”威尔金森说。“这表明，关于长寿机制，这些区域可能有一些值得研究的东西。”

Wilkinson说，分析甲基化可以洞察物种之间许多与年龄有关的差异，并有助于更好地理解许多物种与年龄有关的衰退的原因。

“蝙蝠寿命很长，但它们的听力不会像我们一样随着年龄的增长而衰退，”他说。“你可以用这种方法来观察与听力有关的甲基化是否存在差异。我们现在可以问各种类似的问题。”

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除了威尔金森，马里兰大学的论文合著者还包括目前的博士后助理丹尼尔·m·亚当斯(博士)。19年的《生物科学》和之前的研究生布莱恩·阿诺德(博士)。2011年毕业于伊利诺伊大学行为学、生态学、进化与系统学)，现任副教授;杰拉尔德·卡特(2015年生物学博士)，现为俄亥俄州立大学助理教授;爱德华Hurme(博士。20，生物科学)，现为德国康斯坦茨大学博士后。

研究论文《DNA甲基化预测年龄并提供蝙蝠超常寿命的见解》发表在2021年3月12日的《自然通讯》杂志上。

这项工作得到了paul G. Allen Frontiers Group的资助。本文的内容不一定反映本组织的观点。

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