以往人們常說,狗的一歲相當于人的七歲。不過,加州大學圣地亞哥分校的研究人員開展了表觀遺傳學研究,發現兩者之間的關系并不是線性的,也就是說,狗的年齡并不是簡單地乘以7。
研究人員分析了100只狗的DNA甲基化組,并將其與人類的甲基化組進行比較。他們開發出一個公式,可隨著時間的推移根據表觀遺傳學變化來評估狗的衰老,其中許多變化涉及到發育基因。這項成果近日發表在《Cell Systems》雜志上。
他們發現,狗的衰老速度與人不一樣,因為狗在年幼時衰老得比較快。通訊作者Trey Ideker談道:“我有一只六歲的狗,她仍與我一起奔跑,但我現在意識到她并不像我想象得那么年輕。”
由于許多人類研究采用Illumina芯片來鑒定表觀遺傳衰老,故Ideker及其同事的目標是創建高質量的狗甲基化組,并廣泛覆蓋人類數據集中的CpG。他們開發出一種名為共線性亞硫酸氫鹽測序(synteny bisulfite sequencing,SysBS)的方法,以捕獲大約90,000個CpG。
利用這種方法,研究人員對104只狗的甲基化組進行鑒定,其中大多數為拉布拉多犬,年齡介于0.1歲至16歲之間。同時,他們還收集了之前發表的人類甲基化圖譜,這些圖譜來自320名個體的血液,其年齡介于1歲至103歲。
分析結果顯示,幼犬與年輕人的甲基化組較為相似。同樣地,歲數較大的狗與老年人的甲基化組相似,這表明物種之間的甲基化變化存在保守性。然而,研究人員指出,狗在年幼時期的衰老速度更快,而在年老時期則更慢。
他們還發現,人與狗年齡之間的關系符合自然對數的函數。例如,一只8周大的小狗相當于一個9個月大的嬰兒,他們都開始長出乳牙。同時,拉布拉多犬的壽命大約為12歲,這相當于人類的70歲。
隨著時間的變化,將近400個基因的甲基化發生變化,并聚集形成與發育功能有關的網絡模塊。其中四個模塊不斷積累甲基化,并與突觸組裝、神經上皮細胞分化和解剖結構相關。
研究人員表示,他們的分析只針對拉布拉多犬,而采用其他預期壽命不同的犬種進行分析可能會產生稍微不同的時間軸。不過,他們已經擴展了該公式來預測小鼠的年齡,因此他們認為這可能適用于所有犬種。下一步,他們計劃檢測其他犬種以及唾液樣本,以取代本研究中所采用的全血樣本。
未來,這有助于抗擊衰老。Ideker補充說:“目前有許多抗衰老產品。不過,你只能干等40年左右,才能知道這款產品是否能夠真正延長你的壽命。也許,你可以在干預前后測定與年齡相關的甲基化模式,看看它是否起作用。”