德國Minerva Biolabs助力科研，DNA編碼設計缺陷引起衰老

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衰老可以定義為生理功能不可避免的漸進性惡化，并伴隨著脆弱性和死亡率的增加。人類衰老過程涉及多個生物學層面的無數變化，幾乎所有器官和身體系統都發生了退行性變化，并增加了對幾種疾病的易感性，如心血管疾病、癌癥、神經退行性疾病、II型糖尿病和許多傳染病。盡管衰老是人類生物學的組成部分，并對社會和醫學產生重大影響，但在機械層面上，它仍然是一個知之甚少的過程。

關于我們為什么會變老，人們提出了許多理論，包括基于損傷的理論和程序性理論，其中前者目前被更廣泛地接受和研究。大多數基于損傷的理論假設，低效的修復機制會導致單一或多種形式的損傷積累，并且通常是相互作用的。雖然損傷可以廣義地定義為任何影響功能的變化，但近日的一項研究中，研究人員的研究，更具體地指的是假設的驅動衰老的分子損傷，如代謝的副產物，不需要的化學修飾，以及影響關鍵細胞成分如基因組、端粒、線粒體和蛋白質的其他類型的分子損傷。相比之下，程序化理論認為衰老源于基因組中編碼的預定機制，而不是隨機損傷積累[。在利用遺傳、飲食和藥理學干預控制模式生物的衰老方面也取得了相當大的進展。盡管有了這些進步，人類為什么會衰老仍然是一個謎，引發了激烈的爭論。

近年來，表觀遺傳時鐘的發展表明，相對較少的甲基化位點，一些隨著年齡的增長而高甲基化，另一些則隨著年齡的增長而低甲基化，可以以驚人的準確度預測人類的實際年齡。表觀遺傳時鐘還可以預測人類的死亡風險，通用的哺乳動物表觀遺傳時鐘可以預測壽命差異很大的哺乳動物物種個體的年齡。表觀遺傳時鐘在人類的整個生命周期中滴答作響，從受孕開始，它們在體外的正常人類細胞中滴答作響，但在胚胎細胞或多能細胞中沒有。用Yamanaka因子重編程可將表觀遺傳時鐘重置為零。

相關研究發表在《Genome Biology》上，文章標題為：“Ageing as a software design flaw”。

綜上所述，這些發現令人驚訝，因為表觀遺傳時鐘的準確性很高，它們與死亡率的關系，以及時鐘通過重新編程重置。然而，表觀遺傳時鐘背后的機制存在爭議，它們是衰老的驅動者還是乘客尚不清楚。

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生物學中信息的概念有著悠久的歷史，生物系統可以被視為高度復雜的信息系統。同樣，老化可能與信息衰退或丟失有關的觀點也被提出，特別是在老化的信息理論的背景下。根據這一理論，DNA損傷導致的遺傳表觀遺傳信息隨著年齡的增長而丟失，是導致衰老的主要原因。一種假設是，錯誤在DNA中累積，破壞了基因組中的信息，最終破壞了組織穩態，導致衰老。更廣泛地說，幾十年來，一種或多種生物硬件(包括DNA)的錯誤或損傷會累積并推動衰老過程的觀點一直很流行。通過硬件，我涵蓋了生物系統的所有元素，包括器官、組織和生命的基本單位、細胞及其結構(線粒體、端粒、蛋白質、DNA等)，其中大多數在某種程度上被假設在衰老過程中很重要。

然而，如果導致老化的過程不是不可避免的分子損傷的產物，而是軟件的內在特性呢?在這種情況下，研究人員將軟件定義為遺傳程序，即DNA代碼，它協調單個細胞如何成為一個能夠繁殖的成年人，最終實現進化目的。該項研究中，研究人員提出并探討了一個假設，即老化可能不是硬件中不可避免的磨損或累積的分子損傷的結果，而是由軟件本身的設計缺陷引起的。討論了衰老的操縱及其如何支持這一假設，承認例外，最后提出了未來研究的領域。

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