Science | 加州大学伯克利Ben Williams课题组揭秘植物器官衰老的表观遗传学基础

背景：DNA甲基化是真核生物中动态的表观遗传修饰，在哺乳动物中可作为生物年龄的标志，但其分子机制尚不明确。植物与哺乳动物在DNA甲基化模式上相似，但植物衰老与表观遗传动态的关系未充分研究。研究目的：探究短寿命模型植物拟南芥是否表现出与哺乳动物相似的表观遗传衰老动态，并解决器官年龄与生物体年龄脱钩、环境对衰老速率影响等关键问题。结论：研究发现拟南芥衰老叶片中DNA甲基化（尤其是转座子区域的mCG）逐渐丢失，导致转座子激活，并构建了能预测叶片年龄的“表观遗传时钟”模型。环境、基因操控和生态型差异表明DNA甲基化衰减反映生物衰老速率。单个器官（如新叶）的表观遗传年龄可与生物体年龄脱钩，茎尖分生组织保持“不老”。机制上，衰老中DNA甲基化维持基因表达下降，由转录因子TCX5/TCX6驱动，但表观遗传变化是衰老的结果而非原因。这为研究衰老机制提供了新途径。