ハーバード大学の生物学者は、ヒトとマウスの胚のエピジェネティックな年齢を測定し、発生中に直線的に変化することを発見しました。受精直後は減少します。つまり、細胞は若くなります。同時に、彼らはDNAから古いメチルラベルを取り除き、新しいものを取得します。その後、マウスの発育の約2週目から、年齢は再び増加します。研究者によると、老化プロセスが体内で始まるのはこの瞬間です。この問題に関する2つの記事（第1、第2）が、bioRxivの査読なしプレプリントポータルに公開されました。
更新しました： 2021年6月25日、これらの記事の2番目がScienceAdvancesに掲載されました。
生物学の教科書では、新しい生物の生命と発達は、少なくとも動物に関しては、通常、受精の瞬間から数えられます。しかし、すべての科学者がこれに同意するわけではありません。 「14日後」のテキストでは、人間の生命のゼロ点はいくつかの方法で決定できるという事実について話しました。たとえば、胚自身の遺伝子がトリガーされた瞬間、または最初の心拍の日付です。一つの選択肢もあります：人生が老化の始まりから死への動きであると仮定すると、人生の始まりは老化の始まりと一致します。
多くの老年学者は、老化を細胞内の避けられない生化学的プロセス、つまり分子の破片や突然変異の蓄積と関連付けています。この観点から、老化（そしてそれとともに生命）は受精の瞬間から始まるべきです-新しい細胞が形成されるとき、それはそれ自身の欠陥を蓄積し始めます。しかし、ハーバード大学医学部の生物学者Vadim Gladyshevは、体が後で老化のゼロ点を通過する可能性があることを示唆しました。成体の生殖細胞は受精に関与するため、その年齢の兆候を示す必要があり、胚が最初から発達し始めるように、何らかの方法で消去する必要があります。したがって、受精後、若返りプロセスを開始する必要があります。これにより、胚はゼロ点になります。
ゼロエイジングコンセプト
しかし、この点がどこにあるのかを理解することも簡単ではありません-老化には多くの兆候、定義、基準があるためです。たとえば、死亡率のダイナミクスによってそれを測定できます。ある集団の生物が、前の生物よりも人生のある時点でより頻繁に死ぬ場合、それはそれらが老化したことを意味します。しかし、少なくとも哺乳類の胚では、この基準を適用することは非常に困難です。まず、死亡率の測定が難しい母親の体内で発症します。第二に、発達の初期段階では、それらは「老齢」で死ぬことはめったにないので、発達異常や重度の突然変異による死亡を背景にほとんど気付かれません。
したがって、Gladyshevのグループは、反対側から問題に取り組みました。彼らは、哺乳類の胚におけるエピジェネティックな年齢を測定しました。それは、生物の生存中にDNAの特定のセクションに現れたり消えたりし、情報を読むためにこれらのセクションに多かれ少なかれアクセスできるようにする一連のラベル（メチル基）によって評価されます。特定のサンプルのラベルのセットを相対的な年齢に「変換」するモデルはたくさんあります。これらはエピジェネティッククロックと呼ばれます。研究者たちは、前任者が開発したいくつかのエピジェネティッククロックを使用し、独自のモデルを2つ作成しました。1つはDNAのリボソーム遺伝子のタグに依存し、もう1つは個々の細胞のエピジェネティック年齢を計算できます。
これらすべてのモデルを使用して、彼らはマウス胚におけるエピジェネティックマーカーのデータベースを調査しました。受精後の最初の数日で、胚のエピジェネティックな年齢は、それが測定される時計に関係なく低下し、8日目に最小に達することが判明しました。しかし、その後、少なくとも10日目から、再び成長し始め、マウスが生まれるまで成長を停止しません。したがって、マウスの胚は発生の最初の週に若くなると推測できます。
これは、マウス胚の細胞の生物学的年齢が発生の8日目までにどのように減少するかです。肝細胞（b）または複数の組織（c）でトレーニングされたエピジェネティッククロックを使用して評価されました。
研究者らは、細胞内のDNAメチル化の全体的なレベルを測定し、4日目と5日目には最小であることに気づきました。つまり、DNAのラベルの数も最初に減少し、次に増加しますが、その最小値は「ゼロ」エピジェネティック年齢より3日早く減少します。研究の著者は、メチル化のこの変化は、親の痕跡から胚を取り除くプロセスを正確に反映していることを示唆しました。まず、細胞はDNAから多くのメチル基を取り除き、次にそれらを再配列します。これがエピジェネティックな若返りの本質です。
人間の胚で老化が始まるターニングポイントを見つけることはより困難であることが判明しました-それらについてのそのような量のデータはありません。それにもかかわらず、研究者たちは、少なくとも発生の8週目から、胚のエピジェネティックな年齢がすでに大幅に増加していることに気づきました。そして、胚性幹細胞の培養（これは約1週間の発達に相当します）では、それはゼロに近いです。これは、人間の老化の開始点が発達の最初の週と8週の間にある可能性があることを意味します。より正確には、これまでのところ何も言えません。しかし、この研究の著者は、これは8日目のマウスと同じ発達段階である可能性があることを示唆しています。ヒトでは、胚発生の3週目の始まりに相当します。
ただし、詳しく調べると、状況ははるかに複雑になる可能性があります。研究者が個々の細胞の年齢決定を実践したとき、彼らはいくつかの細胞が一般的な傾向から外れていることに気づきました。たとえば、生後4か月のマウスの肝細胞には、エピジェネティックな年齢が20か月の細胞と、年齢がほぼゼロの非常に「若い」細胞の両方がありました。これは、組織の「平均年齢」を決定するたびに、組織の特定の部分で発生する可能性のある微視的な老化と若返りのプロセスを無視することを意味する可能性があります。エピジェネティックな年齢は、胚の内部でも不均一に変化すると考えられます。これは、個々の細胞の老化の始まり（そしてそれとともに生命の始まり）が異なる日に起こる可能性があることを意味します。
胚性線維芽細胞（左）、若い（中央）および古い（右）肝細胞のエピジェネティックな年齢。ポイントは、組織の一般的な年齢からノックアウトされた個々の細胞に対応します。
以前、エピジェネティックな年齢に関する他の研究について書きました。たとえば、自閉症スペクトラム障害の子供では、より時系列であることが判明し、成人で最初にどのように減少したかなどです。そして、エピジェネティックな時計の助けを借りて、生物学者は犬の年齢を人間の年齢にもっと正確に変換することを学びました。
