威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院和表觀遺傳學(xué)公司 TruDiagnostic 的研究人員發(fā)現(xiàn)了與逆轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的 DNA 標(biāo)記，逆轉(zhuǎn)錄因子是人類基因中古代病毒遺傳物質(zhì)的殘留物，可作為預(yù)測實際年齡的高精度表觀遺傳時鐘。研究結(jié)果支持了人類基因組中某些逆轉(zhuǎn)錄因子可能與衰老有關(guān)的觀點。
已知逆轉(zhuǎn)錄因子會影響基因調(diào)控、基因表達(dá)、基因組穩(wěn)定性和各種人類疾病的發(fā)展軌跡，但它們作為衰老生物標(biāo)志物的潛力尚未得到充分探索。
這項研究發(fā)表在《衰老細(xì)胞》雜志上，結(jié)論是，這些嵌入人類基因組的逆轉(zhuǎn)錄元素時鐘捕捉到了其他用于測量實際年齡的時鐘以前無法識別的獨特衰老信號。
大多數(shù)衰老時鐘都是根據(jù)表觀遺傳標(biāo)記模式來估計一個人的生物年齡的。表觀遺傳標(biāo)記是一種名為甲基的化學(xué)標(biāo)簽，附著在 DNA 上，影響基因的表達(dá)方式。逆轉(zhuǎn)錄因子上的甲基化模式似乎會隨著人們年齡的增長而改變，導(dǎo)致一些基因更加活躍，這可能導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定、炎癥和與年齡相關(guān)的疾病。
衰老是一個復(fù)雜的過程，受遺傳、環(huán)境和表觀遺傳因素的影響，研究人員正在尋找能夠預(yù)測生物年齡的可靠標(biāo)記——生物年齡是影響健康和整體幸福感的生化水平的快照。另一方面，實際年齡代表一個人活了多少年。根據(jù)個人情況，兩者可能不相關(guān)。
基于逆轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)建衰老時鐘
研究人員使用 TruDiagnostic 的機器學(xué)習(xí)模型分析了 12,670 名年齡在 12 歲至 100 歲之間的個體的表觀遺傳數(shù)據(jù)。利用由此產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)錄元件(特別是人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒 (HERV) 和長散在核元件 (LINE))的 DNA 甲基化模式，他們開發(fā)了一種名為“Retro-Age”的復(fù)合逆轉(zhuǎn)錄元件年齡時鐘。
“現(xiàn)在，通過 Retro-Age，我們對衰老過程有了更深入的了解和全新的視角，并且擁有預(yù)測生物年齡的潛在強大工具，”第一作者、威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院 Herbert J. 和 Ann L. Siegel 杰出醫(yī)學(xué)教授和傳染病科醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教授 Lishomwa Ndhlovu 博士說。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在測試各種人體組織時，Retro-Age 時鐘依然準(zhǔn)確，補充了現(xiàn)有的表觀遺傳時鐘，甚至擴展到其他哺乳動物物種。他們的研究結(jié)果表明，逆轉(zhuǎn)錄因子活性可能是不同物種衰老的一個基本方面。
時光倒流：環(huán)境因素的影響
研究人員還發(fā)現(xiàn)，他們觀察到的 DNA 甲基化模式不僅可以預(yù)測年齡，還可以對外部因素做出反應(yīng)，例如 HIV 感染者接受的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法。HIV 感染會加速表觀遺傳衰老，而抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法似乎可以在一定程度上逆轉(zhuǎn)時鐘。這表明逆轉(zhuǎn)錄因子活性受感染及其治療的影響，從而影響 HIV 感染者的生物衰老過程。
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