表觀遺傳學改變和代謝功能障礙是衰老的兩個標志。然而，它們之間在調節衰老過程中的相互作用機制仍不清楚。近期，來自我國科學院動物研究所、南方科技大學、澳門科技大學等單位的研究團隊在《Signal Transduction and Targeted Therapy》雜志上發表題為“Lipid metabolism dysfunction induced by age-dependent DNA methylation accelerates aging”的文章，揭示了促衰老的表觀遺傳代謝軸。
研究人員選取超長鏈脂肪酸延伸酶2基因（ELOVL2）作為研究目標，ELOVL2是表觀遺傳改變與年齡預測高度相關的基因，可通過調節脂質代謝促進衰老。DNA甲基化通過整合環境信號來調節基因表達在衰老中發揮關鍵作用。通過檢測ELOVL2的DNA甲基化水平和表達水平，并應用人工智能的方法預測ELOVL2的蛋白質結構及其與底物的相互作用，結果發現，ELOVL2的DNA甲基化增加導致其蛋白表達降低，這與衰老密切相關。ELOVL2表達降低導致多不飽和脂肪酸合成下降，以及包括多不飽和脂肪酸前體在內的短鏈脂肪酸在內質網中累積，引起內質網應激和線粒體功能障礙，繼而導致干細胞衰竭、認知能力下降、視網膜變性和葡萄糖不耐受等細胞和生理水平的衰老表型。
總之，該研究揭示了促進衰老的表觀遺傳代謝軸，并展示了基于人工智能的方法在結構功能研究中的潛力。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41392-022-00964-6
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