新观点：人类衰老是DNA中“设计”缺陷的结果？
2023/3/31 15:46:01 生物密探
生物密探 iSpyBio
关于我们
这是一群热爱生物学的志愿者们发起的一个有趣有温度的订阅号，我们将以“探讨科学前沿，探索生物奥秘”为方向，分享最新科学前沿资讯科普(不仅限于生物学、医药、生物微观世界和生物安全)、行业大咖讲座和行业创业竞赛、行业竞技/留学资讯等。
我们是真理的发掘者和搬运工。无论你是从事生物相关的研究人员，还是对生物科普探秘感兴趣的跨行群体，都欢迎关注我们，与我们一起探索生物的奥秘!
老龄化可以定义为生理功能的不可避免的和渐进的恶化，伴随着脆弱性和死亡率随年龄增长而增加。人类老化过程涉及多种生物学水平的无数变化、几乎所有器官和身体系统的退化变化，以及增加对几种疾病的易感性，例如心血管疾病、癌症、神经退化疾病、II型糖尿病和许多传染病 。虽然老龄化是人类生物学的一个组成部分，对社会和医学有重大影响，但在机制层面上，老龄化仍然是一个鲜为人知的过程。
就老龄化的机制研究已经有很多相关的研究，许多理论被提出，包括损伤理论和程序理论，前者目前被更广泛地接受和研究。传统的损伤理论观点认为老化是机体硬件损伤累积的结果，例如氧化应激对细胞造成的分子损伤。
然而最近发表在《基因组生物学》(Genome Biology)上的一项新研究对传统观点提出了质疑，认为衰老主要是由于我们身体软件中的设计缺陷 —— 一种将单个细胞发育成成体的DNA代码的结果。
本研究考虑了这样一个问题：当目前的模型假设我们随机累积“损伤”时，为什么衰老是一致发生的？如果我们把人类的发育想象成一种编码在DNA中的计算机程序的产物，本文就认为衰老不是硬件损坏的累积，而是由软件缺陷驱动的过程，这和目前为止在衰老机制研究中流行的损坏理论完全不一样。
该研究的科研人员提出了一个老龄化模型，作为开发软件程序的结果，并反映在整个生命过程中细胞信息状态的变化。该模型解释了为什么密切相关的物种以完全不同的速度衰老，并解释了动物老化的主要遗传、饮食和药理操作。
个体发育是一种在基因组中编码并在表观基因组中运行的软件程序。发育软件程序编码在 DNA 序列中。随着程序的运行，许多子程序被调用，并在不同的空间和时间背景中运行。表观基因组，在 DNA 甲基化 (如图所示)、组蛋白修饰、染色质结构和非编码 RNAs (如图所示) 水平，在细胞中作为软件的数据区。发育软件程序运行中的空间和时间差异(由代码中的不同颜色表示)也嵌入由软件读取和写入的表观基因组/数据区域，由软件读取和写入，并指示何时和运行哪些子程序——例如，不同的基因表达程序，转录因子，信号通路和蛋白质水平(未显示)——并最终决定细胞表型。
把衰老视为一个信息问题，而不是损伤的结果，对发展减缓或扭转衰老进程的干预措施具有重要意义。
如果衰老被证明主要是软件程序的结果，传统的基于损伤理论的抗衰老干预措施，例如那些旨在减少氧化应激或端粒缩短的干预措施，则可能会没什么效果。
根据这项研究的作者，衰老疗法只有针对身体的软件而不是硬件才有效。这一新的观点对我们理解老龄化和发育促进健康老龄化的干预具有重要意义。
软件设计缺陷导致的老化。发育软件程序是一组指令或相互关联的子程序，具有大量输入和输出，可触发一系列复杂的事件，从而推动增长和发育。因为这个软件程序是为繁殖而优化的，但是，它不能禁用子程序的一个子集，这些子程序在发育过程中是有益的(蓝色阴影)，但在生命的后期就会变得有害(红色阴影)。随着年龄的增长，此类子程序可能会逐渐导致驱动衰老表型的基因、通路和过程的不适当激活或失活。发育软件程序的运行反映在表观基因组中，即软件的数据区域。Alice C Magalhaes 绘制的人类生命历程。使用 BioRender.com 创建的表观基因组图。
伯明翰大学的 Jo?o Pedro Magalh?es 教授领导了这项研究，他说：“我们的模型是有争议的，因为它挑战了由于人体硬件的随机损坏而导致衰老的流行观点。相反，我们认为衰老是一个由我们身体软件中的设计缺陷驱动的信息问题。随着开发程序在生命早期运行，它是有益的，但它在生命后期运行变得有害，并驱动组织退化和衰老表型。”
最后研究者建议为了理解衰老，我们需要解码我们的软件和整个生命过程中的表观遗传信息流。衰老代码理论观点已经逐渐在生物医学中流行，数字衰老代码是值得进一步研究的。
参考资料：
1.https://neurosciencenews.com/aging-development-genetics-22892/2.https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-023-02888-y#Fig1
▼往期精彩回顾▼
ChatGPT癌症信息输出的准确性——人工智能可以作为疾病信息的依据吗？
/Nature/ 男男同性伴侣有望拥有亲生孩子？科学家成功造出两只雄性小鼠的后代!
“抗疫神药”布洛芬，你了解它吗？
新冠"最强毒株"XBB.1.5是否会在春节掀起第二波感染高峰？
Science|玻璃蛙将血液隐藏在肝脏中以保持透明度
【最新科研汇总】新冠有后遗症吗？二次感染会加重吗？
混合(天然/疫苗)免疫方法是否是增强免疫力的可复制方法？
“有趣”的生物科学，科普书籍推荐
持久性细菌如何逃避抗生素，延长感染
猪会解决器官危机吗？动物到人类移植的未来
阿尔茨海默病治疗的希望即将到来？
请查收!情绪的身体地图
棕色脂肪有望解决肥胖和一系列相关疾病
多态微生物：癌症的新标志
听说过断尾的壁虎会长出来新的尾巴，听说过蝾螈可以再生他们的大脑吗？
扫描关注我们探索生物奥秘微信:【iSpyBio】
点个在看 再走
源网页 http://weixin.100md.com
返回 生物密探 返回首页 返回百拇医药