研究通过 DNA 甲基化分析揭示哺乳动物长寿的秘密

在最近发表在期刊上的一项研究中 科学进步研究人员通过检查来自 348 种哺乳动物的 15,000 个样本，利用脱氧核糖核酸甲基化 (DNAm) 估算了最大寿命、妊娠期和性成熟年龄。

哺乳动物甲基化联盟收集了 348 只动物的 DNA 甲基化数据，以研究哺乳动物物种的最大寿命。需要更好地了解决定寿命的分子途径，由于样本量和数据收集方法有限，目前人们对这一点知之甚少。该集合涵盖了哺乳动物年龄相关甲基化改变、表观遗传衰老、机器学习技术和系统表观遗传建模树的研究。

学习： 哺乳动物物种最大寿命和其他生活史特征的表观遗传预测因素. 图片来源：Craig Lambert Photography / Shutterstock

关于研究

研究人员利用哺乳动物甲基化联盟的数据开发了回归模型，强调了来自 59 种组织和 25 个分类群的 348 种哺乳动物物种的 15,000 个脱氧核糖核酸样本中胞嘧啶甲基化的高度保守模式。研究人员根据 CpG 甲基化水平得出了适用于除狨猴以外的所有哺乳动物物种的通用性别预测。

研究人员利用三种惩罚回归模型，根据最新版本的 anAge 数据库估计每个物种的最大寿命、妊娠时间和性成熟年龄。估计的最大寿命是使用对数年估计值测量的表观遗传或 DNA 甲基化最大寿命。研究人员调查了样本个体的实际年龄和生活史变量之间的关联。他们根据比该物种典型性成熟年龄更年轻且不到五年的动物样本，开发了一种不同的最大寿命预测（幼年动物估计器）。

研究人员根据所有物种和组织类型的平均甲基化水平，创建了与组织无关的生命史预测。他们在具有不同组织类型的选定动物身上测试了这些预测因子，以更好地了解组织类型如何影响寿命估计。研究人员使用弹性网络回归模型根据 CpG 甲基化数据和分类顺序指示估计最大寿命。他们使用 k-最近邻回归模型评估了预测因子的准确性。该研究还使用最终回归模型研究了不同性别的最大寿命预测可能存在的差异，该模型以对数尺度预测物种水平的寿命。

结果

实际对数妊娠时间与预期寿命有更紧密的联系。表观遗传学对性成熟年龄的预测与观察到的数据的关联略弱。幼年动物预测因子与预期最大寿命表现出很强的相关性，尽管年龄限制限制了可供研究的物种数量。研究小组发现，单个样本的估计最大寿命可能不同，并且妊娠时间和性成熟年龄与某些物种组织层的年龄有相当大的相关性。

研究表明，尽管其他物种的成年体重与最大寿命呈负相关，但不同物种的最大寿命与成年体重呈正相关。然而，最大寿命的表观遗传预测因子与实际值呈正相关。研究人员发现，哺乳动物的癌症风险与观察到的妊娠期呈负相关，这意味着生命史特征可能预测哺乳动物的癌症死亡风险。然而，生命史特征的表观遗传预测与哺乳动物的癌症风险之间没有发现显著的联系，这表明生活方式活动对人类的最大寿命影响微乎其微。

研究发现，一个物种的最大寿命与其表观遗传特征有显著关联，与性别、体重、热量限制或生活方式无关。生长激素敲除和完全重编程会影响该特征。表观遗传估计器对妊娠时间的精确度高于对最大寿命的精确度，这可能是由于难以收集不同物种的正确数据。寿命预测中的性别二态性在不同性别之间表现出一致性，而包括人类在内的 17 个物种中，雌性的预期寿命更长。