随着年龄的增长在影响基因表达谱方面年龄比遗传学发挥更重要的作用

在关于我们的基因如何影响我们衰老方式的大量猜测和研究中，加州大学伯克利分校的一项研究现在表明，随着年龄的增长，我们DNA中的个体差异变得越来越重要，并且容易患上糖尿病和癌症等衰老疾病。.

在一项关于遗传、衰老和环境对大约20,000个人类基因表达方式的相对影响的研究中，研究人员发现，在影响我们许多基因的表达谱方面，衰老和环境远比遗传变异重要得多。年纪大了。基因表达水平-;也就是说，在活动中增加或减少-;决定了从我们的激素水平和新陈代谢到修复身体的酶的动员的一切。

你的基因怎么样-;你从你的捐赠者和卵子捐赠者那里得到了什么，以及你的进化史——;影响你是谁，你的表型，比如你的身高，你的体重，你是否有心脏病?在人类遗传学方面已经完成了大量的工作来了解基因是如何被人类遗传变异打开和关闭的。我们的项目是这样问的，“个人的年龄如何影响它?”我们发现的第一个结果是，随着年龄的增长，你的基因实际上越不重要。”

PeterSudmant，加州大学伯克利分校综合生物学助理教授，计算生物学中心成员

换句话说，虽然我们的个体基因组成可以帮助预测我们年轻时的基因表达，但它在预测我们年老时哪些基因会升高或降低时就没那么有用了——;在这项研究中，年龄超过55岁。例如，同卵双胞胎具有相同的基因组，但随着年龄的增长，他们的基因表达谱会出现差异，这意味着双胞胎的年龄可能会大不相同。

Sudmant说，这些发现对将衰老疾病与人类遗传变异相关联的努力具有重要意义。此类研究或许应该较少关注在追求药物靶点时影响基因表达的遗传变异。

“几乎所有人类常见疾病都是衰老疾病：阿尔茨海默氏症、癌症、心脏病、糖尿病。所有这些疾病都会随着年龄的增长而增加患病率，”他说。“大量公共资源已用于识别使您易患这些疾病的遗传变异。我们的研究表明，实际上，随着年龄的增长，基因对您的基因表达的影响越来越小。因此，也许，当我们试图找出这些衰老疾病的原因时，我们需要注意这一点。”

Sudmant和他的同事本周在NatureCommunications杂志上报告了他们的研究结果。

这些发现与梅达沃的假设一致：在我们年轻时开启的基因更受进化的限制，因为它们对于确保我们生存繁殖至关重要，而在我们达到生育年龄后表达的基因受到的进化压力较小。因此，人们会期望基因在以后的生活中表达方式会有更多的变化。

“我们都在以不同的方式变老，”苏德曼特说。“虽然年轻人在基因表达模式方面更接近，但老年人之间的距离更远。随着基因表达模式变得越来越不稳定，这就像时间的漂移。”

Sudmant说，这项研究首次在如此广泛的组织和个体中同时观察衰老和基因表达。他和他的同事建立了一个统计模型来评估遗传和衰老在来自近1,000个人的27个不同人体组织中的相对作用，并发现衰老的影响差异很大——;超过二十倍-;组织之间。

“在你身体的所有组织中，遗传学的重要性大致相同。它似乎并没有在一个组织或另一个组织中发挥更多作用，”他说。“但不同组织之间的衰老差异很大。在你的血液、结肠、动脉、食道、脂肪组织中，年龄在驱动基因表达模式方面的作用比你的基因要强得多。”

Sudmant及其同事还发现，Medawar的假设并不适用于所有组织。令人惊讶的是，在五种类型的组织中，进化上重要的基因在老年人中的表达水平更高。

“从进化的角度来看，在你仔细观察这些组织之前，这些基因应该被打开是违反直觉的，”Sudmant说。这五种组织恰好是我们一生中不断变化的组织，也是产生最多癌症的组织。每次这些组织自我替换时，它们都有可能产生导致疾病的基因突变。

“我想这告诉我们一些关于进化极限的信息，”他说。“例如，你的血液总是必须增殖才能生存，因此这些超级保守、非常重要的基因必须在晚年开启。这是有问题的，因为这意味着这些基因将很容易受到“获得体细胞突变并以一种糟糕的、癌变的方式永远开启。所以，它让我们对生活的局限性有了一点了解。它限制了我们继续生活的能力。”

Sudmant指出，这项研究间接表明了环境对老化的影响，这是除年龄和遗传之外的一切因素的影响：我们呼吸的空气、喝的水、吃的食物，还有我们的体育锻炼水平。环境占基因表达随年龄变化的三分之一。

Sudmant正在对其他几种生物体中的表达基因进行类似的分析——;蝙蝠和老鼠——;看看它们有何不同，以及这些差异是否与这些动物的不同寿命有关。

加州大学伯克利分校的研究生RyoYamamoto和RyanChung是该论文的共同第一作者。其他合著者是JuanManuelVazquez、HuanjieSheng、PhilippaSteinberg和NilahIoannidis。这项工作得到了美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所(R35GM142916)的支持。