为什么有的人显老、而有的人显年轻？答案在于其DNA甲基化

DNA甲基化指一个生物过程，通过该过程甲基基团被添加到DNA分子中。甲基化可以改变DNA片段的活性而不改变序列。在哺乳动物中，DNA甲基化对于正常发育至关重要，并与许多关键过程相关，包括基因组印迹、X染色体失活、转座因子阻抑、衰老和致癌作用等，是表观遗传学的重要研究课题。

表观遗传学，英语：epigenetics，指在生物学和特定的遗传学领域里研究的是在不改变DNA序列的前提下，通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化的学科与技术。

为什么有的人显老、而有的人显年轻？表观遗传学研究表明，答案就在于我们的DNA，特别是与DNA甲基化相关。科学家基于DNA甲基化水平的生化试验测试，可用于测量人和动物的生物年龄。

表观遗传学的变化为科学家提供了基因组年龄的线索，就像一个人脸上的皱纹为他们的年龄提供了线索。表观遗传学的DNA甲基化体现了人和动物生理年龄的生物标志。

这样的的技术称为表观遗传钟，英语：Epigenetic clock，又称为：生物钟。生物钟指生物生命活动的内在节律性。生物通过它能感受外界环境的周期性变化，并调节本身生理活动步伐，使其在一定时期开始、进行或结束。

加州大学遗传学家、史蒂夫·霍瓦斯（Steve Horvath）带领一个由65个科学家组成的团队，在七个国家/地区进行调研，以记录与年龄相关的人类DNA改变，计算生物学年龄并预测一个人的寿命。该研究结果发表在《老龄》杂志上。

论文第一作者、美国衰老研究院研究员、华人科学家、布莱恩·陈说：“我们惊讶地发现表观遗传钟能够预测高加索人、西班牙裔美国人和非裔美国人的寿命。”即使调整了传统的危险因素，例如年龄、性别、吸烟、身体质量指数、疾病史和血细胞计数，这仍然是正确的。”

共同作者、哈佛医学院教授，衰老研究所的资深科学家、道格拉斯·基尔（Douglas Kiel）长期以来一直在寻找能够鉴定生物年龄的生物标记物。他说：“长期以来，我们总是被患者的实际年龄和生理年龄的差异所震惊。” “这项研究验证了DNA甲基化作为生物年龄的生物标志物的用途。如果能够证明DNA甲基化能加速衰老，就可以设计出降低其速度并最大化一个人的健康年限的策略。”这样的将有助于科学家弄清楚表观遗传年龄与特定疾病之间的关系。

前不久，加州大学圣地亚哥分校医学院生物医学专家、加州大学戴维斯分校兽医学院人口健康与繁殖专家、美国国家人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute）研究人员联合进行了一项新研究，将表观遗传钟原理方法首次运用于测试动物的生理年龄，特别地对狗的生理年龄予以了专门的研究。

他们创建了一个公式，可以更准确地比较人与狗的年龄。该公式基于狗和人类基因组中甲基的变化模式，即随着年龄的增长，其中有多少种化学标签以及它们的位置的模式。由于这两个物种的寿命不同，它们的衰老率也不相同，研究证明，这并不是通常的一个线性比较公式。该最新研究发现发表在最近的《细胞系统》杂志上。

论文第一作者、华人科学家、Tina Wang博士说，他们研究团队基于表观遗传学的DNA甲基化的研究，得出的更好的方法来计算狗的“人年”年龄。如图所示，横坐标代表狗的年龄，所对应的纵坐标代表的是所相应的人类年龄，比如对应于美国著名影星汤姆·汉克斯在不同年纪时的年龄。

通常，人们将狗的寿命与人的寿命比较，从而得出一个1:7的经验法则，一个完美的线性比较公式，即比如3岁的狗相当于21岁人的年纪，10岁的狗相当于70岁人的年纪。其实这是不科学的。

该研究得出的图表，可用于将狗的年龄与可比的人类年龄进行匹配。当狗年幼时，与人类相比，它们的衰老速度很快。一岁的狗与30岁的人相似；4岁的狗与52岁的人相似；然后到了7岁，狗的衰老变慢。

王女士表示：这是有道理的。毕竟，一个9个月大的狗可以养幼犬，所以我们已经知道1：7的比例并不是年龄的准确度量。这一研究还可以为兽医和评估抗衰老干预措施提供有用的工具。

王女士对自己的犬伴的看法现在有所不同。“我有一只六岁的狗，她仍然和我一起奔跑，但我现在意识到她并不像我想象的那么年轻。”

参考：Tina Wang et al. Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome. doi.org/10.1016/j.cels.2020.06.006