年齡預測不再靠猜！加州大學(xué)洛杉磯分校團隊近日在《Aging-US》發(fā)表研究，首次提出用DNA甲基化“混亂度”（即熵）精準預測個(gè)體年齡，為衰老研究開(kāi)辟科技新地圖。
研究將甲基化熵與現有方法進(jìn)行了比較，發(fā)現其表現同樣出色，甚至更佳。這些發(fā)現支持了表觀(guān)遺傳信息變化與衰老密切相關(guān)的觀(guān)點(diǎn)，并可能為研究與年齡相關(guān)的現象提供新的工具。
該研究著(zhù)眼于DNA甲基化，這是一種在DNA上添加化學(xué)標記的過(guò)程，這些標記幫助控制基因的開(kāi)啟與關(guān)閉?？茖W(xué)家們通常通過(guò)測量平均甲基化水平來(lái)估計生物年齡，這種方法被稱(chēng)為“表觀(guān)遺傳時(shí)鐘”。然而，本研究采取了不同的方法。研究人員從100名年齡在7至84歲之間的個(gè)體中提取了頰部拭子（口腔內細胞），應用靶向亞硫酸氫鹽測序技術(shù)，測量了基因組中3,000個(gè)區域的甲基化熵。
在此情境下，熵反映了DNA某些位點(diǎn)甲基化模式的無(wú)序程度。研究人員發(fā)現，隨著(zhù)人們年齡的增長(cháng)，許多位置的甲基化熵以可復制的方式發(fā)生變化。有時(shí)熵值上升，顯示出更隨機的模式；有時(shí)熵值下降，表明模式更加均勻。這些變化并不總是與甲基化量的增減相對應，表明熵提供了超越傳統方法的新信息。
圖片信息：跨三個(gè)甲基化指標和兩種回歸方法的模型性能。
為了測試這一新指標對年齡預測的準確性，研究團隊采用了統計和機器學(xué)習模型。他們發(fā)現，甲基化熵的預測效果與傳統方法相當，最佳結果來(lái)自將熵與其他測量（如平均甲基化和一種稱(chēng)為CHALM的方法）結合。通過(guò)這些組合模型，年齡的估計誤差平均僅為五年。
通訊作者Jonathan Chan表示：“甲基化熵測量的是一個(gè)位點(diǎn)與平均甲基化和CHALM相比的不同特征，且這些位點(diǎn)可能隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而變得更加有序或無(wú)序，無(wú)論甲基化水平是增加還是減少。”
這項研究支持一個(gè)日益增長(cháng)的理論，即衰老部分是由于表觀(guān)遺傳信息的逐漸喪失——這些信息是幫助細胞正常運作的指令。這一發(fā)現也與最近的研究相呼應，后者表明恢復這些喪失的信息可能逆轉某些衰老跡象。盡管仍需更多研究來(lái)探討其他組織中的甲基化熵，但這項工作指向了一種更精確、更強大的生物年齡測量新方法，有望影響未來(lái)相關(guān)現象的研究與發(fā)展。
期刊：Aging-US
DOI：10.18632/aging.206220
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