米国人類遺伝学会(American Society of Human Genetics)の第20回年次総会(10月18日~22日)で発表された新しい研究結果によると、DNAの発現制御機構のわずかな変化が、年代、性別、寿命と相関していることが明らかになった。これらの知見は、長寿の研究に新たな道を開くとともに、哺乳類の進化におけるエピジェネティクスの役割や、加齢や寿命に関わる生物学的プロセスについての理解を深めるものだ。エピジェネティックな変化は、遺伝子の変化とは異なり、DNAの塩基配列を変えずに遺伝子の働きに影響を与える。細胞が遺伝子の働きを制御するために用いる一般的なエピジェネティックなメカニズムの1つに、特定のDNA文字(塩基)のメチル化がある。DNAのメチル化レベルは年齢とともに変化し、多くの動物モデルで長寿との関連が指摘されている。このたび、2021年10月18日、カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)の遺伝学者Amin Haghani博士率いるチームは、小型で短命なものから巨大で長寿なものまで、200種以上の哺乳類のDNAメチル化について調査した結果を報告した。このデータセットを解析することで、哺乳類の種の中で、あるいは種を超えて、DNAメチル化と、年代、性別、最大寿命などのさまざまな形質との間に相関関係を確認することができた。Haghan博士らのアブストラクトのタイトルは、「哺乳類の寿命の違いを支えるDNAメチル化パターン(DNA Methylation Patterns Underlying Lifespan Differences in Mammals)」と題されている。

Haghani博士は、同僚のSteve Horvath博士とともに、200種の哺乳類から採取したさまざまな年齢層の14,000以上の組織サンプルのDNAメチル化パターンをプロファイリングした。この種には、寿命の短い動物(マウスやラット)や寿命の長い動物(コウモリやクジラ)が含まれていた。このデータを機械学習で解析した結果、年齢、性別、最大寿命、成体の体重など、種の内外でさまざまな形質と相関するメチル化パターンを特定することができた。

また、カロリー制限や成長ホルモン受容体の除去など、既知のアンチエイジング介入によって変化する長寿の新たなエピジェネティックバイオマーカーも特定した。今後の研究により、これらのバイオマーカーが哺乳類の長寿や死亡リスクに果たす役割が解明される可能性がある。

さらに、Haghani博士とHorvath博士は、異なる種間の進化的関係を図示した系統樹と同様に、このエピジェネティックな情報を組み込んだ系統樹を構築した。植物エピジェネティックツリーは、DNAメチル化レベルの安定した一貫性のある違いを示し、系統樹のために遺伝学的に確立された種の種類間の進化の距離と平行していた。このように、系統樹とエピジェネティックツリーの間に高い類似性が見られたことは、DNAメチル化プロファイルの保存と分岐が、進化を通じて遺伝学のそれと密接に平行していることを示している。

Haghani博士は、「この新しい種間エピジェネティック解析により、将来の老化や長寿に関する実験的研究のための重要なターゲットが明らかになった」「我々の究極の目標は、老化のメカニズムを理解し、この知識を人間に応用することだ。」

「どうすれば人間の寿命の壁を破ることができるのか?どのようなアンチエイジングの介入が、実際に我々の寿命を延ばすことができるのだろうか?我々が特定したDNAメチル化パターンは、進化と加齢に関する多くの基本的な疑問を解決するためのロードマップを形成している。」と述べている。

BioQuick News:New Research Highlights Role of DNA Expression Regulation (Epigenetics) in Longevity Across Mammal Species; New Work Presented at 2021 American Society of Human Genetics (ASHG) Virtual Annual Meeting; 200 Mammalian Species Studied 

[ASHG press release] [ASHG 2021 Virtual Annual Meeting]

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