エピジェネティックな老化:DNAと環境の役割
遺伝子と環境が老化プロセスをどう影響するか探ってるんだ。
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目次
年を取るにつれて、体にいろいろな変化が起こるし、その中にはDNAで追跡できる変化もあるんだ。科学者たちが老化を見ている方法の一つが、エピジェネティックエイジングって呼ばれるもの。これは、DNA上の特定のマーカーが時間と共にどう変わるかを研究して、これらの変化が生物学的年齢や年齢的年齢を教えてくれるってことだよ。
エピジェネティックエイジングは、なぜある人たちが老化関連の病気にかかるのかとか、寿命が短くなる理由についての手がかりを提供してくれるんだ。若い人の成長や健康に住環境がどのように影響するかを理解するのにも役立つかも。研究者たちは、これらのDNAマーカーに基づいて個人のエピジェネティック年齢を推定するための「時計」をいくつか開発していて、これが彼らの健康やリスクを知る手助けになってるよ。
エピジェネティック時計って何?
エピジェネティック時計は、DNAメチル化の変化に基づいて年齢を測るツールだよ。DNAメチル化は、遺伝子がオンかオフになるかに影響を与える化学的修飾で、DNAの配列自体は変わらないんだ。これらの時計は、誰かがどれくらい年を取っているのかだけじゃなくて、実年齢よりも速く老化しているのか遅くなっているのかも予測できるんだ。
一番有名な時計の一つがホルヴァス時計。これは広い年齢範囲で生物学的年齢を推定するために設計されていて、個人の生物学的年齢が年齢的年齢とどう違うのか、老化が速くなっているのか遅くなっているのかを示すことができるよ。
もう一つの時計は、ペドBE時計で、これは子供やティーンエイジャーの生物学的老化を測るために特別に開発されたものだ。この時計は、若い人の体が大人と比べてどう老化しているかを理解するのに役立つんだ。
老化の異なる測定方法
研究者たちは、老化がどう機能するかをよく理解するためにいくつかの測定方法を作り出したんだ。例えば、グリムエイジという測定法があって、これはいろんな健康指標に基づいて死亡リスクを予測するんだ。他の測定法、ダニーデンポアムやダニーデンペースは、年齢的年齢じゃなくて生物学的マーカーに基づいて生物学的老化がどれだけ早く進むかに焦点を当てているよ。
これらの異なる老化測定は、血圧のような健康指標や喫煙のようなライフスタイルの選択など、いろんな要素を考慮している。特定の領域でのDNAメチル化を分析することで、それぞれの個人の健康や寿命についてより明確な絵を提供できるんだ。
老化に対する遺伝的および環境的影響
老化プロセスは、遺伝子と環境の両方に影響されるんだ。遺伝的要因は、人が老化する仕方の変動に決定的な役割を果たすことがあるし、ライフスタイルや食事、社会的状況などの環境的要因も重要な役割を果たすよ。
エピジェネティック老化の遺伝率を評価することで、老化プロセスがどれくらい遺伝子によって影響されるか、または環境によって影響されるかを理解できるんだ。研究者たちは、遺伝子の寄与が年齢とともに変わることがあると発見していて、例えば、若い人ではエピジェネティック老化に対する遺伝的寄与が高いかもしれないけど、年を取った大人では、老化に影響を与える環境の要因がより多様化しているかもしれない。
共有環境の影響
住環境や共有された環境も老化に大きな影響を及ぼすよ。双子の場合、共有された環境は彼らの似たところに大きく関わっているんだ。これには親の影響や社会背景、近所の条件なんかが含まれる。
双子が成長して別々に生活し始めると、ユニークな環境要因がもっと重要になってくる。これらの個々の経験が彼らのエピジェネティック老化プロセスに影響を与えて、どう老化するかに違いを作るんだ。
思春期と成人期への移行
思春期は、身体的や心理的成長が急激に変化する重要な時期だ。この成人期への移行も大事で、個人が自分のアイデンティティを形成し、独立を確立し始める時期でもある。
この時期にはDNAメチル化の変化の速度が結構高くて、生物学的年齢の変動を反映しているんだ。この急速な変化は、遅いティーンエイジャーの時期が過ぎるとスローダウンして、大人になるとより一定の老化率になるんだ。
研究の目標と方法論
遺伝的および環境的要因がエピジェネティック老化にどう寄与しているかをよりよく理解するために、研究者たちはさまざまな年齢層の双子のサンプルを使ったんだ。彼らは、初期ティーンエイジャー、後期ティーンエイジャー、新成人、若い成人の唾液サンプルを使ってDNAメチル化を測定したよ。
この研究は、二年間で8つの特定の老化測定を見て、個体間の違いと個体内の変化を追跡したんだ。異なる年齢層からの結果を比較することで、遺伝子と環境が老化にどう影響するのかのトレンドやパターンを明らかにすることを目指したんだ。
DNAサンプリングと分析
唾液サンプルは数年にわたるインタビュー中に集められて、研究者たちは分析のためにDNAを集めたんだ。この非侵襲的なサンプリング方法の方が参加者から必要なデータを得やすかったんだ。
集められたDNAは、各参加者のエピジェネティック年齢を決定するためにメチル化プロファイルを分析されたよ。この分析には、特定のDNAプローブのチェックや結果を歪める可能性のあるバッチ効果の修正といった、いくつかの品質管理のステップが含まれていて、結果の有効性を確保しているんだ。
結果:エピジェネティック老化における年齢関連の違い
研究者たちは、異なる年齢層がエピジェネティック老化の測定に明らかな違いを示したことを発見したんだ。例えば、ホルヴァスとペドBE時計は、後期ティーンエイジャーや新成人に加速を示していて、これらのグループが初期ティーンエイジャーや若い成人と比べて生物学的老化をより早く経験していることを示していたよ。
参加者が年を取るにつれて、特定の測定は老化のより大きなばらつきを示した。これによって、共有されているものもあればユニークなものもある個々の経験が、これらの違いを引き起こす重要な役割を果たしていることが示唆されたんだ。
双子研究および遺伝率に関する発見
双子研究の結果は、エピジェネティック老化に対する遺伝的寄与が年齢層によって異なることを示していたよ。若い人では、一卵性双子の間に二卵性双子よりも強い類似性が見られたから、老化プロセスに対する遺伝的影響があるってことだね。
でも、個人が成人期に移行するにつれて、環境要因やユニークな人生経験が老化の過程を形作る上でより大きな役割を果たすようになったんだ。この発見は、遺伝子が重要である一方で、さまざまな環境的影響と相互作用して全体的な老化パターンを決定するっていう考えを強化しているよ。
エピジェネティック老化におけるユニークな環境的影響
この研究は、人生のさまざまな段階で、共有されないユニークな環境的要因、つまり個々の経験の重要性を強調しているんだ。ライフスタイルの選択や個人的な経験、社会経済的条件などが、個人の生物学的老化に大きな影響を与えることがあるんだ。
例えば、子供や思春期のときのネガティブな経験、暴力やストレスへの曝露などがあれば、エピジェネティック老化が早くなることがある。逆に、ポジティブな経験や支えのある環境は、より健康的な老化の進行に寄与することができるよ。
結論:老化プロセスの理解
要するに、エピジェネティック老化に関する研究は、遺伝子と環境が個々の老化において重要な役割を果たすことを明らかにしたんだ。発見は、遺伝的影響が若い時期には目立つかもしれないけど、成人期への移行中にはユニークな環境的要因がますます重要になることを強調しているよ。
この洞察は、特に健康や老化プロセスの理解において、介入や支援システムの設計を導く手助けになるから重要なんだ。全体的に、この研究分野は、遺伝的特性と各個人の人生を形作る多様な経験との間のバランスを取る老化の複雑さを強調しているんだ。
エピジェネティック老化を探求し続けることで、研究者たちはDNA、環境、そして私たちが年を取る方法の複雑な関係についてもっと明らかにしたいと思っているんだ。
タイトル: Age-Associated Genetic and Environmental Contributions to Epigenetic Aging Across Adolescence and Emerging Adulthood
概要: BackgroundEpigenetic aging estimators commonly track chronological and biological aging, quantifying its accumulation (i.e., epigenetic age acceleration) or its speed (i.e., epigenetic aging pace). These estimates reflect a combination of inherent biological programming and the impact of environmental factors, which are suggested to vary at different stages of life. The transition from adolescence to adulthood is an important period in this regard, marked by an increasing and, then, stabilizing epigenetic aging variance. Whether this pattern arises from environmental influences or genetic factors remains uncertain. This study delves into understanding the age-associated genetic and environmental contributions to differences both between and within individuals across these developmental stages. For this purpose, we analyzed four differently developed epigenetic aging estimators, namely, Horvath Acceleration, GrimAge Acceleration, PedBE Acceleration, and DunedinPACE, which were collected from 976 twins aged 8 to 31 years (M=16.0, SD=6.05) measured twice, two years apart. ResultsApproximately half (33-76%) of the between-individual differences in epigenetic aging and most (70-99%) of the variance in within-individual changes across the two years were attributable to unique environmental factors. The contribution of these factors to the variance of epigenetic estimators trained on chronological age notably increased with time (Horvath Acceleration: from 80% to 90%; PedBE Acceleration: from 70% to 99%). Genetic contributions were more pronounced in the between-individual differences than in the variance of within-individual changes. For epigenetic aging estimators trained on chronological age, both additive genetic factors (8%-39%) and shared environmental influences (13%-49%) contributed to the variance. For epigenetic estimators trained on biological indicators, either additive (GrimAge Acceleration) or additive and non-additive genetic (DunedinPACE) factors were relevant. The variance of three estimators, initially developed in adult samples, demonstrated increasing contributions of genetic factors to the variance across adolescence and emerging adulthood (Horvath Acceleration: from 18% to 39%; GrimAge Acceleration: from 24% to 43%; DunedinPACE: from 42% to 57%). ConclusionsOur findings suggest that increasing between-individual differences in epigenetic aging during adolescence and emerging adulthood are the result of both unique life experiences and genetic underpinnings, whereas variance in within-individual changes is primarily attributable to unique life experiences.
著者: Dmitry V. Kuznetsov, Y. Liu, A. M. Schowe, D. Czamara, J. Instinske, C. K. L. Pahnke, M. M. Noethen, F. M. Spinath, E. B. Binder, M. Diewald, A. J. Forstner, C. Kandler, B. Moenkediek
最終更新: 2024-06-12 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.10.598273
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.10.598273.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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