美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校遺傳學(xué)家最近開發(fā)了一種新方法,,能通過(guò)檢驗(yàn)唾液來(lái)推定一個(gè)人的年齡。該研究有望帶來(lái)最新的檢測(cè)手段,,比如在犯罪現(xiàn)場(chǎng)取證以確定嫌疑人年齡,,或根據(jù)生理年齡設(shè)計(jì)個(gè)性化醫(yī)療方案等,。該研究發(fā)表在開放網(wǎng)絡(luò)雜志《公共科學(xué)圖書館·綜合》(PLoS ONE)上。
在人體衰老的過(guò)程中,,遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸(DNA)中的甲基化水平也會(huì)發(fā)生變化,。研究所依據(jù)的過(guò)程稱為“甲基化作用”,是一種DNA的化學(xué)改性,。負(fù)責(zé)該研究的加州大學(xué)洛杉磯分校大衛(wèi)·格芬醫(yī)學(xué)院人類遺傳學(xué),、兒科與泌尿?qū)W教授埃里克·維萊恩解釋說(shuō):“基因在一定程度上形成了人們的身體年齡,環(huán)境影響也能改變?nèi)藗兊腄NA和年齡,。隨著生長(zhǎng)發(fā)育,,人體甲基化作用的方式會(huì)改變,增加與老化相關(guān)的疾病,。”
研究使用的唾液樣本由34對(duì)雙胞胎男性捐獻(xiàn),,他們的年齡在21歲至55歲之間。研究人員分析了他們的基因組,,在DNA上識(shí)別出88個(gè)與甲基化水平和年齡關(guān)系密切的基因段,。隨后他們又在年齡介于18歲到70歲之間的31名男性和29名女性身上進(jìn)行了驗(yàn)證,并找到了其中關(guān)系最為密切的3個(gè)基因段,,然后用其中兩個(gè)構(gòu)建出一個(gè)推定模型,。研究人員將兩次唾液樣本數(shù)據(jù)輸入,就能相當(dāng)準(zhǔn)確地推定出一個(gè)人的年齡,,誤差不超過(guò)5歲——這是迄今最為精確的水平,。
“甲基化作用和年齡密切相關(guān),我們能靠著僅僅檢測(cè)組成我們基因組的30億DNA磚石中的兩塊,,就辨別出一個(gè)人的歲數(shù),。”論文第一作者斯文·博克蘭德說(shuō)。
“長(zhǎng)期以來(lái),,科學(xué)家一直在尋找一種可靠的年齡標(biāo)志,,我們?yōu)榇颂峁┝艘粋€(gè)答案。”維萊恩說(shuō),,“只要一點(diǎn)唾液樣本,,我們就能推定出一個(gè)人的年齡,而無(wú)需任何其他信息,。”
維萊恩和研究人員還展望了該研究的應(yīng)用前景,。首先是作為法醫(yī)鑒定工具,用于犯罪現(xiàn)場(chǎng)取證,。牙齒咬痕或咖啡杯上都可能沾有嫌疑人的唾液痕跡,,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析就能在5年的區(qū)間范圍內(nèi)確定其年齡。
此外,有一小部分人群的甲基化水平和實(shí)際的自然年齡不相符,,使用該方法可能計(jì)算出一個(gè)人的“生理年齡”,。醫(yī)生能根據(jù)一個(gè)人的生理年齡來(lái)建議做某些預(yù)防測(cè)試,比如在進(jìn)行常規(guī)醫(yī)療篩查和介入治療時(shí),,能根據(jù)病人的生理年齡來(lái)評(píng)估他們患各種老化疾病的風(fēng)險(xiǎn),,而不是要求每個(gè)人都在50歲時(shí)做一次結(jié)腸鏡檢查,。
維萊恩指出:“讓醫(yī)生能預(yù)測(cè)病人患某種疾病風(fēng)險(xiǎn),,根據(jù)他們的DNA真實(shí)生理年齡而不是實(shí)際年齡來(lái)編制個(gè)人醫(yī)療方案,這能減少不必要的檢測(cè),,節(jié)約成本,,只給病人做他們真正需要的測(cè)試。”(生物谷Bioon.com)
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PLoS ONE doi:10.1371/journal.pone.0014821.g001
Epigenetic Predictor of Age
Sven Bocklandt, Wen Lin, Mary E. Sehl, Francisco J. Sánchez, Janet S. Sinsheimer, Steve Horvath, Eric Vilain
From the moment of conception, we begin to age. A decay of cellular structures, gene regulation, and DNA sequence ages cells and organisms. DNA methylation patterns change with increasing age and contribute to age related disease. Here we identify 88 sites in or near 80 genes for which the degree of cytosine methylation is significantly correlated with age in saliva of 34 male identical twin pairs between 21 and 55 years of age. Furthermore, we validated sites in the promoters of three genes and replicated our results in a general population sample of 31 males and 29 females between 18 and 70 years of age. The methylation of three sites—in the promoters of the EDARADD, TOM1L1, and NPTX2 genes—is linear with age over a range of five decades. Using just two cytosines from these loci, we built a regression model that explained 73% of the variance in age, and is able to predict the age of an individual with an average accuracy of 5.2 years. In forensic science, such a model could estimate the age of a person, based on a biological sample alone. Furthermore, a measurement of relevant sites in the genome could be a tool in routine medical screening to predict the risk of age-related diseases and to tailor interventions based on the epigenetic bio-age instead of the chronological age.