我们都会变老，几十年来，科学一直在寻找一种减缓时钟的方法。 现在大部分研究都集中在 表观遗传学——在我们的遗传“硬件”上运行的“软件”系统，告诉基因何时打开和关闭。 一项新研究发表于 自然通讯 由全球研究团队组成，包括 陶湾 和 安德鲁·R·雷奇，使用人工智能驱动的基因组测序来了解地球上最奇异和最长寿的生物体之一： 奇异千岁兰。
这种奇怪、“丑陋”的沙漠植物可以存活数千年。 该团队的分析揭示了它的秘密：它使用强大的表观遗传过程来 积极地沉默自己的“垃圾”DNA。 这很重要，因为它为复杂有机体如何在数千年中保持其遗传完整性提供了自然蓝图，这是人类衰老的核心挑战。
基因组中的“跳跃”小魔怪
那么，古老的植物和你自身的衰老之间有什么联系呢？答案在于一个共同的问题：我们的基因组很混乱。 它们散布着数百万个被称为“跳跃基因”的拷贝 逆转录转座子。 将您的基因组视为重要的指导手册。这些跳跃基因就像顽皮的小精灵，不断地试图撕下页面并将它们粘贴到随机的新部分中。随着年龄的增长，我们控制这些小妖怪的能力会减弱。它们造成的混乱扰乱了我们的遗传指令，导致我们称之为衰老的错误和衰退。
这 千岁兰属 植物是生存的大师。 为了了解它如何在残酷的纳米布沙漠中繁衍生息数千年，研究人员必须绘制出其巨大的地图。 6.8 GB 基因组。这就是人工智能发挥作用的地方。使用先进的测序和人工智能驱动的模型，该团队不仅读取了遗传“字母”，还读取了基因“字母”。他们还绘制了 表观基因组，基因之上的指令层。他们发现植物的基因组处于持续的战争状态。大约一两百万年前，它经历了这些跳跃基因的大规模“爆发”。为了生存，植物必须进化出残酷的铁腕防御。
按下垃圾DNA的“静音按钮”
该研究揭示了该植物的秘密武器： DNA甲基化。这是细胞的主要表观遗传“静音按钮”。这是一个微小的化学帽，细胞将其粘在一段 DNA 上，有效地告诉它“保持安静”。研究人员发现 千岁兰属 这种甲基化水平非常高，而且它直接针对那些跳跃基因。让每一个“小妖怪”保持沉默是一项全职、高能量的工作。植物会一直用力按下这个静音按钮，尤其是在它的 基底分生组织——最重要的生长组织，是其个人的“青春之泉”。通过抑制垃圾，植物保护了其说明书的完整性，使其能够持续生长 3,000 年，而我们的植物在 80 年后开始崩溃。我们能复制这种植物并永远生存吗？我们不要超前。这项研究揭示了一个有趣的现象 战略 长寿，并不是简单的“治愈”人类衰老。 该论文明确指出，植物的表观遗传防御是 极其昂贵，需要大量的能量。 这可能就是其增长极其缓慢的原因。它做了一个权衡： 遗传完整性换取缓慢的生长。这项研究的局限性是显而易见的——它是一株植物，而不是一个人。但原则才是最重要的。通过使用人工智能绘制这些复杂的表观遗传系统，科学家可以了解大自然解决衰老问题的不同方式。下一步是看看这些相同的途径是否可以安全有效地靶向人类细胞。这项研究为我们提供了一个新的目标，表明减缓衰老的关键可能不在于改变我们的基因，而在于变得更好 沉默 那些试图将它们撕裂的部分。
