核糖體DNA可以預(yù)測(cè)動(dòng)物的年齡
多種組織中的D NA甲基化狀態(tài)可以準(zhǔn)確地揭示動(dòng)物的年齡,但以前發(fā)現(xiàn)的表觀遺傳時(shí)鐘通常不是進(jìn)化上保守的。在今天(2月14日)發(fā)表在基因組研究中的一項(xiàng)研究中, 研究人員描述了一種新的時(shí)鐘,由核糖體DNA中的甲基化位點(diǎn)組成。這種計(jì)時(shí)器存在于小鼠,狗和人類等多種物種中,并且揭示了時(shí)間和生物年齡。
“真正令人感興趣的是,在哺乳動(dòng)物主要基因組中觀察到的相同類型的甲基化變化也已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。。。核糖體DNA,“ 加州大學(xué)圣迭戈分校的生物學(xué)家Trey Ideker說,他沒有參與這項(xiàng)研究。“這些核糖體DNA變化根本不是通過其他人正在進(jìn)行的甲基化分析來(lái)衡量的。他們填補(bǔ)了一個(gè)盲點(diǎn)。“
核仁是細(xì)胞核的一部分,在這里,制造蛋白質(zhì)的微小機(jī)器核糖體被組裝起來(lái)。核仁的很大一部分是核糖體DNA(rDNA),其編碼核糖體的RNA組分。在2017年的一項(xiàng)研究中,研究人員表明,小核仁可能是細(xì)胞壽命的指標(biāo),但沒有人看過rDNA是否能保留時(shí)間。
“我們遇到的第一個(gè)問題是我們是否只能用rDNA構(gòu)建時(shí)鐘,” 哈佛大學(xué)陳氏公共衛(wèi)生學(xué)院的共同作者Bernardo Lemos說。他和研究員王萌開始評(píng)估rDNA斑點(diǎn)的甲基化情況,其中胞嘧啶和鳥嘌呤核苷酸在一系列年齡段的小鼠中并排。他們發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)所謂的鐘表位點(diǎn)隨著年齡的增長(zhǎng)而變得更加甲基化,并且可以通過考慮這些rDNA位置中少至72個(gè)的甲基化狀態(tài)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)實(shí)際年齡。
許多時(shí)鐘位點(diǎn)在人類和狗的基因組中是保守的,并且它們的甲基化狀態(tài)也可以預(yù)測(cè)這些物種的年齡 - 通常比基因組的非rDNA區(qū)域中更大的甲基化位點(diǎn)組更準(zhǔn)確。
“總體而言,rDNA時(shí)鐘原則上可以應(yīng)用于各種各樣的生物體,”Lemos說。
參見“ 公司出售'生物時(shí)代'套件 ”
Wang和Lemos還確定,將小鼠置于低卡路里飲食 - 一種使動(dòng)物長(zhǎng)壽的干預(yù) - 導(dǎo)致rDNA時(shí)鐘位點(diǎn)的甲基化程度降低。根據(jù)他們的rDNA時(shí)鐘,卡路里限制的小鼠因此看起來(lái)比吃正常量的食物的同齡人更慢。這就是所謂的“生物時(shí)代”。
“真正引人注目的是[這個(gè)時(shí)鐘]在進(jìn)化過程中得到了保護(hù),” 德國(guó)馬克斯普朗克老齡生物學(xué)研究所的生物學(xué)家亞當(dāng)安特比說,他沒有參與這項(xiàng)工作。他強(qiáng)調(diào)了幾個(gè)開放性問題,包括這些保守的甲基化變化對(duì)核仁功能的意義,以及它們是否是衰老的原因,或僅僅是衰老正在發(fā)生的指標(biāo)。并且“這里的大部分工作都是在鼠標(biāo)模型上非常優(yōu)雅地完成的,但是。。。人類怎么樣?“Antebi補(bǔ)充道。“他們有一些數(shù)據(jù),但未來(lái)需要更全面地探索。”
“一步就是應(yīng)用[rDNA可以告訴我們的]在各種環(huán)境中:人類群體,各種生物體,”Lemos表示贊同。未來(lái)的工作還將集中在確定在衰老過程中驅(qū)動(dòng)DNA甲基化全基因組變化的機(jī)制。“你可以從基因組的不同區(qū)域構(gòu)建時(shí)鐘。它不是[獨(dú)家] rDNA,“他說。“其中一些比其他人工作得更好,所以顯然有一些關(guān)于DNA甲基化的東西在不同的地點(diǎn)一致地變化,并隨著年齡的變化或[驅(qū)動(dòng)衰老]而變化。目前還不清楚方向是什么,所以在這個(gè)領(lǐng)域還有很多工作要做。“
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