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哈佛科学家开发新方法可精确到每个细胞

作者: 发布时间:2022-02-10 浏览次数:614
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由于遗传因素和生活方式的差异,人们的“生理年龄”与按照出生时间来算的实际年龄并不一定相同,有些人比实际年龄更年轻,有些则显得更老。衰老速度的这种差异不仅体现在外貌、体力或是疾病的患病风险上,细胞内的DNA上也有相应的差异。

科学家们发现,一种准确衡量衰老程度的方法是测量细胞的DNA表观遗传改变。在很多哺乳动物身上都发现,基因组中有一些被称为CpG位点的特殊序列,其中的核苷酸胞嘧啶(C)可以发生甲基化,并且这种甲基化状态会随着年龄的增长而变化。

根据与年龄相关的DNA甲基化变化,研究人员建立出了人类以及多种哺乳动物的“表观遗传时钟”,这套生物钟与衰老相关的疾病发生和死亡率有很强的相关性。借助这种生物钟,研究人员正在探索长寿人群或长寿动物的基因特征,或是测试各种抗衰老药物是否起效、如何起效,等等。

不过在先前测量表观遗传年龄的工作中,研究人员通常分析的是各个器官组织的DNA甲基化水平,也就是这些组织样品中甲基化模式的平均值。

而在一项近期发表于《自然-衰老》(Nature Aging)期刊的论文中,哈佛医学院附属布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的研究人员介绍了一种新的技术,在确定DNA甲基化年龄时可以精确到单个细胞。

“我们在这篇论文中提出了一个框架来分析单细胞水平的表观遗传年龄,在此过程中,发现这种技术可以在老化、再生和新兴单细胞技术的领域有令人兴奋的应用。”这项研究的通讯作者Vadim N. Gladyshev教授介绍。

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这套技术称为scAge,是一种能够以单细胞分辨率进行表观遗传年龄分析的统计程序,不仅可以概括组织的实际年龄,还同时揭示了细胞与细胞之间的差异。

研究人员在小鼠身上验证了他们的方法。通过scAge,研究人员可以准确跟踪肝细胞的老化过程,肌肉干细胞中的表观遗传衰老,还能够在单细胞水平上揭示早期胚胎发育过程中干细胞的变化。

这些表观遗传生物钟不仅直观显示出生物体内不同细胞系发生的年龄变化,也让研究人员未来有机会以单细胞的分辨率探索表观遗传老化,这对于由不同细胞组成的异质组织来说将发挥重要作用。

RNA提取磁珠属于纳米生物磁珠的一种,主要作用是用于核酸提取过程中的RNA提取,粒径分布在500nm左右,是洛阳吉恩特生物自主研发生产的高分子纳米磁性微球,该磁珠悬浮时间长,磁响应时间迅速,对DNA甲基化过程中的提取环节提供良好的支持,可明显缩短实验时间,提高实验效率,并在提取结果上保持稳定,配合核酸提取仪,更能实现快速的RNA提取。

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