加州大學洛杉磯分校的科學家領導了有關哺乳動物衰老和壽命的突破性研究。來自加州大學洛杉磯分校大衛-格芬醫學院和加州大學洛杉磯分校健康學院的研究人員帶領一個國際研究小組發表了兩篇文章，詳細介紹了DNA的變化–研究人員發現，這些變化是人類和其他哺乳動物在整個歷史過程中共有的，並且與壽命和許多其他特徵有關。

“我們發現，哺乳動物的壽命與DNA 分子的化學修飾密切相關，這種化學修飾被稱為表觀遺傳學，更準確地說是甲基化。”兩篇文章的資深作者史蒂夫-霍瓦特（Steve Horvath）博士說：”從本質上講，壽命較長的哺乳動物的DNA甲基化景觀更為明顯，而壽命較短的哺乳動物的甲基化模式則更為平緩。”

加州大學洛杉磯分校生物化學、計算機科學和計算醫學教授傑森-恩斯特（Jason Ernst）說：”我們設計的測量哺乳動物DNA甲基化水平的技術，加上來自眾多研究人員的組織樣本貢獻，產生了一個非常獨特的數據集，用先進的計算和統計工具進行分析後，揭示了對哺乳動物DNA甲基化、壽命、衰老和其他生物過程之間關係的更深入理解。”

這兩項研究一項發表在《科學》雜誌上，另一項發表在《自然-衰老》雜誌上，研究重點是DNA甲基化，即胞嘧啶甲基化，這是一種對DNA分子四大構件之一胞嘧啶的化學修飾。

DNA 甲基化是細胞控制基因表達,是開啟或關閉基因的一種機制。在這些研究中，研究人員重點研究了不同物種在DNA 序列大致相同的位置上的DNA 甲基化差異。

這幅圓圖顯示了根據所開發的兩種通用時鐘估算的不同物種的年齡與DNA 甲基化年齡之間的相關性。資料來源：Ake Lu 和Steve Horvath

為了研究DNA甲基化的影響，近200名研究人員（統稱為哺乳動物甲基化聯合會）收集並分析了來自348個哺乳動物物種的15000多個動物組織樣本的甲基化數據。他們發現，甲基化特徵的變化與遺傳學的進化密切相關，這表明基因組和表觀基因組的進化相互交織，影響著不同哺乳動物物種的生物特徵和性狀。

《科學》雜誌的刊載研究結果包括：

甲基化留下的表觀遺傳”印記”證明，甲基化與哺乳動物物種的最長壽命有很大關係。Horvath 把DNA 分子上的甲基化圖譜看成是有波峰和波谷的地形，他評論說，壽命長的物種有明顯的波峰和波谷，這是在延長的妊娠期和發育期形成的。相比之下，壽命短的物種妊娠期短、發育快，因此細胞中的甲基化景觀較平坦，不那麼清晰。

某些基因和遺傳轉錄因子的參與表明，物種的最長壽命與特定的發育過程有關。甲基化水平與最長壽命相關的胞嘧啶不同於隨年齡變化而變化的胞嘧啶，這表明與物種平均壽命相關的分子途徑不同於決定物種最長壽命的分子途徑。

進化不僅作用於基因水平，也作用於表觀遺傳水平。作者說：”我們的研究結果表明，DNA甲基化受到進化壓力和選擇的影響。”

Horvath 和聯盟研究人員利用數據庫的一個子集研究了185 種哺乳動物的甲基化特徵。在確定了所有哺乳動物隨著年齡增長甲基化水平的變化後，他們開發出了一種”通用泛哺乳動物時鐘”，這是一種能準確估計所有哺乳動物年齡的數學公式。這項研究的結果發表在《自然-衰老》（Nature Aging）雜誌上。

霍瓦特和加州大學洛杉磯分校的一個研究小組於2011年提出了利用人類唾液樣本測量年齡的表觀遺傳時鐘概念。兩年後，Horvath 證明細胞嘧啶甲基化能夠創建一個數學模型，用於估計所有人體組織的年齡。這項新工作描述了通用時鐘，證明一個公式就能準確估計哺乳動物組織和物種的年齡。

《自然-衰老》的刊載的研究結果包括：

從壽命短的小鼠和大鼠到壽命長的人類、蝙蝠和鯨魚，泛哺乳動物時鐘在不同壽命的物種中都能保持很高的準確性。

通用泛哺乳動物時鐘可以預測人類和小鼠的死亡風險，這表明它們對臨床前研究很有價值。因此，根據時鐘逆轉小鼠表觀遺傳年齡的干預措施可能也適用於人類。

這項研究確定了細胞遺傳物質中的特定區域，這些區域的甲基化會隨著年齡的增長而增加或減少。

研究發現，發育基因在表觀遺傳時鐘的運作中發揮著作用。

該研究將發育途徑與時間衰老效應和組織退化聯繫起來。這駁斥了人們長期以來的看法，即衰老完全是由隨時間累積的隨機細胞損傷驅動的。相反，衰老的表觀遺傳方面遵循著預先確定的”程序”。

泛哺乳動物時鐘的發現提供了令人信服的證據，證明衰老過程在進化過程中是保守的–隨著時間的推移保持一致–並且與所有哺乳動物物種的發育過程密切相關。