表观遗传学改变和代谢功能障碍是衰老的两个标志。然而，它们之间在调节衰老过程中的相互作用机制仍不清楚。近期，来自我国科学院动物研究所、南方科技大学、澳门科技大学等单位的研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上发表题为“Lipid metabolism dysfunction induced by age-dependent DNA methylation accelerates aging”的文章，揭示了促衰老的表观遗传代谢轴。
研究人员选取超长链脂肪酸延伸酶2基因（ELOVL2）作为研究目标，ELOVL2是表观遗传改变与年龄预测高度相关的基因，可通过调节脂质代谢促进衰老。DNA甲基化通过整合环境信号来调节基因表达在衰老中发挥关键作用。通过检测ELOVL2的DNA甲基化水平和表达水平，并应用人工智能的方法预测ELOVL2的蛋白质结构及其与底物的相互作用，结果发现，ELOVL2的DNA甲基化增加导致其蛋白表达降低，这与衰老密切相关。ELOVL2表达降低导致多不饱和脂肪酸合成下降，以及包括多不饱和脂肪酸前体在内的短链脂肪酸在内质网中累积，引起内质网应激和线粒体功能障碍，继而导致干细胞衰竭、认知能力下降、视网膜变性和葡萄糖不耐受等细胞和生理水平的衰老表型。
总之，该研究揭示了促进衰老的表观遗传代谢轴，并展示了基于人工智能的方法在结构功能研究中的潜力。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41392-022-00964-6
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