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为什么大型犬比小型犬老得更快?

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导读:

最新研究显示,一种负责抑制“跳跃基因”活动的调控机制,随着大型犬年龄增长而减弱得更明显。这可能与大型犬衰老更快、寿命更短有关。

莫喻枫|撰文

在哺乳动物中,体型较大的物种通常寿命更长。例如,仓鼠一般只能活两到三年,大象却能活数十年。

然而,在同一物种内部,体型与寿命的关系却可能恰好相反,犬类就是典型例子。大型犬通常比小型犬寿命短:爱尔兰猎狼犬成年后肩高可达80厘米以上,体重约50-80公斤,平均寿命往往低于十年,吉娃娃成年体重通常不到3公斤,却能活十余年,有些甚至能活到二十岁。

这种寿命差异背后的机制,长期以来一直困扰着科学家。

10 月 8 日发表于《科学》(Science)的一项研究指出,这可能与犬类 DNA 中 LINE1 等转座元件(transposable elements)上的甲基化变化有关。转座元件常被称为“跳跃基因”(jumping genes),它们能够在基因组中移动或将自身副本插入新的位置,可能干扰其他基因的功能或表达。

美国亚利桑那州立大学领衔的研究团队,基于“犬类衰老项目”(Dog Aging Project)中约 120 个品种、894 只家犬(Canis familiaris)的 1640 份血液样本,生成并分析了它们的 DNA 甲基化图谱。DNA 甲基化等表观遗传特征虽不会改变 DNA 序列,却能影响基因活性。

结果显示,大型犬的表观遗传变化通常比小型犬更快,DNA 甲基化模式也更接近年长犬。同时,公犬也比母犬呈现出更快的表观遗传衰老,即使幼年时已接受绝育。

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进一步分析显示,大型犬转座元件上的年龄相关去甲基化幅度比小型犬高约 31%,其中 LINE1 上高达 35%,提示大型犬可能更快地失去对这些“跳跃基因”的约束。

DNA 甲基化有助于抑制跳跃基因的活动,减少它们对基因组其他部分的干扰。在人类和其他动物中,这类甲基化的丢失已被发现与炎症及衰老有关。不过,这项研究尚未证实甲基化下降确实使犬类 LINE1 更加活跃,也尚未确定这种变化是否直接导致衰老。

与此同时,许多与公犬衰老更快相关的表观遗传变化发生在 X 染色体上。公犬只有一条 X 染色体,母犬则有两条,研究人员推测,额外的一条 X 染色体可能使母犬能够缓冲衰老过程中发生的表观遗传变化,但这一解释仍有待验证。

“我们的研究提示,转座元件可能是哺乳动物衰老过程中的一个基本组成部分,”论文作者、亚利桑那州立大学教授诺亚·斯奈德-麦克勒(Noah Snyder-Mackler)说。“如果确实如此,针对这些元件或其调控机制进行干预,可能成为未来开发延长人类健康寿命疗法的一条有前景的路径。”Image

作者简介:

莫喻枫,赛先生科学写作小组成员,东京大学博士,主要从事生命科学领域研究。

参考文献:

[1] Mariner, Blaise L., et al. "Epigenetic aging and transposon dysregulation reflect size-related lifespan compression in dogs." Science 394.6820 (2026): eaeb2986.

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