為什麼有的人顯老、而有的人顯年輕？答案在於其DNA甲基化

DNA甲基化指一個生物過程，通過該過程甲基基團被添加到DNA分子中。甲基化可以改變DNA片段的活性而不改變序列。在哺乳動物中，DNA甲基化對於正常發育至關重要，並與許多關鍵過程相關，包括基因組印跡、X染色體失活、轉座因子阻抑、衰老和致癌作用等，是表觀遺傳學的重要研究課題。

表觀遺傳學，英語：epigenetics，指在生物學和特定的遺傳學領域裏研究的是在不改變DNA序列的前提下，通過某些機制引起可遺傳的基因表達或細胞表現型的變化的學科與技術。

為什麼有的人顯老、而有的人顯年輕？表觀遺傳學研究表明，答案就在於我們的DNA，特別是與DNA甲基化相關。科學家基於DNA甲基化水平的生化試驗測試，可用於測量人和動物的生物年齡。

表觀遺傳學的變化為科學家提供了基因組年齡的線索，就像一個人臉上的皺紋為他們的年齡提供了線索。表觀遺傳學的DNA甲基化體現了人和動物生理年齡的生物標誌。

這樣的的技術稱為表觀遺傳鐘，英語：Epigenetic clock，又稱為：生物鐘。生物鐘指生物生命活動的內在節律性。生物通過它能感受外界環境的週期性變化，並調節本身生理活動步伐，使其在一定時期開始、進行或結束。

加州大學遺傳學家、史蒂夫·霍瓦斯（Steve Horvath）帶領一個由65個科學家組成的團隊，在七個國家/地區進行調研，以記錄與年齡相關的人類DNA改變，計算生物學年齡並預測一個人的壽命。該研究結果發表在《老齡》雜誌上。

論文第一作者、美國衰老研究院研究員、華人科學家、布萊恩·陳説：“我們驚訝地發現表觀遺傳鐘能夠預測高加索人、西班牙裔美國人和非裔美國人的壽命。”即使調整了傳統的危險因素，例如年齡、性別、吸煙、身體質量指數、疾病史和血細胞計數，這仍然是正確的。”

共同作者、哈佛醫學院教授，衰老研究所的資深科學家、道格拉斯·基爾（Douglas Kiel）長期以來一直在尋找能夠鑑定生物年齡的生物標記物。他説：“長期以來，我們總是被患者的實際年齡和生理年齡的差異所震驚。” “這項研究驗證了DNA甲基化作為生物年齡的生物標誌物的用途。如果能夠證明DNA甲基化能加速衰老，就可以設計出降低其速度並最大化一個人的健康年限的策略。”這樣的將有助於科學家弄清楚表觀遺傳年齡與特定疾病之間的關係。

前不久，加州大學聖地亞哥分校醫學院生物醫學專家、加州大學戴維斯分校獸醫學院人口健康與繁殖專家、美國國家人類基因組研究所（National Human Genome Research Institute）研究人員聯合進行了一項新研究，將表觀遺傳鐘原理方法首次運用於測試動物的生理年齡，特別地對狗的生理年齡予以了專門的研究。

他們創建了一個公式，可以更準確地比較人與狗的年齡。該公式基於狗和人類基因組中甲基的變化模式，即隨着年齡的增長，其中有多少種化學標籤以及它們的位置的模式。由於這兩個物種的壽命不同，它們的衰老率也不相同，研究證明，這並不是通常的一個線性比較公式。該最新研究發現發表在最近的《細胞系統》雜誌上。

論文第一作者、華人科學家、Tina Wang博士説，他們研究團隊基於表觀遺傳學的DNA甲基化的研究，得出的更好的方法來計算狗的“人年”年齡。如圖所示，橫座標代表狗的年齡，所對應的縱座標代表的是所相應的人類年齡，比如對應於美國著名影星湯姆·漢克斯在不同年紀時的年齡。

通常，人們將狗的壽命與人的壽命比較，從而得出一個1:7的經驗法則，一個完美的線性比較公式，即比如3歲的狗相當於21歲人的年紀，10歲的狗相當於70歲人的年紀。其實這是不科學的。

該研究得出的圖表，可用於將狗的年齡與可比的人類年齡進行匹配。當狗年幼時，與人類相比，它們的衰老速度很快。一歲的狗與30歲的人相似；4歲的狗與52歲的人相似；然後到了7歲，狗的衰老變慢。

王女士表示：這是有道理的。畢竟，一個9個月大的狗可以養幼犬，所以我們已經知道1：7的比例並不是年齡的準確度量。這一研究還可以為獸醫和評估抗衰老幹預措施提供有用的工具。

王女士對自己的犬伴的看法現在有所不同。“我有一隻六歲的狗，她仍然和我一起奔跑，但我現在意識到她並不像我想象的那麼年輕。”

參考：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