Information

Utvecklas vi till att åldras långsammare, eller till att leva längre åldrande i samma takt?

Utvecklas vi till att åldras långsammare, eller till att leva längre åldrande i samma takt?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jag undrar varför de flesta av oss tycker att äldre människor är vackra och charmiga. Är det för att älska morfar och mormor är avgörande för vår överlevnad som art, på samma sätt som vi älskar bebisar? Om så är fallet skulle det betyda att vi antingen åldras långsammare med tiden, eller att vi på något sätt blir utvalda att älska äldre människor trots deras fysiska utseende, medan de åldras i samma takt men lever längre.

Uppdatering

Låt oss säga att varje gemensam egenskap bland individer av samma art är produkt av evolution. Många egenskaper överförs av individerna till deras avkomma, men endast de som var fördelaktiga på något eller annat sätt lät avkomman överleva och vidarebefordra den egenskapen till sina avkomlingar i sin tur. Vår kärlek till spädbarn och äldre är en av de egenskaper som vi som individer av en art har gemensamt. Det gör att vi vill att våra äldste ska vara med oss ​​så mycket tid som möjligt, bara för att vi har släktskap med dem. Denna kärlek till den äldre måste vara en fördel som är värd att väljas av den evolutionära processen, och denna egenskap återspeglas i tendensen hos den förväntade livslängden att öka generation efter generation. Man skulle kunna säga att de äldre som åldras långsammare skulle vara mer benägna att dra nytta av kärleken till sina avkommor än de som åldras snabbare. Å andra sidan, att åldras långsammare kanske inte gör någon skillnad alls, bara för att vi älskar våra äldre visar deras fysiska utseende. Jag överväger de kulturella och tekniska fördelarna som gör att våra äldre kan leva längre för att också vara en produkt av evolutionen.

Så min fråga är om vi utvecklas till att åldras långsammare, eller att leva längre åldrande i samma takt?

Som en sidoanteckning, vi blir mer som vad de kallar en superorganism, eftersom de flesta av oss bara kan dra nytta av ett längre liv spam genom att leva i samhället. Precis som en myrstack eller en bikupa. Om det är sant, utvecklas vi inte till att åldras långsammare.


Frågan har ett mer eller mindre officiellt vetenskapligt namn - mormorseffekten (eller hypotesen). I den rationella evolutionsbiologins värld älskar barn sina föräldrar av samma sorts anledning - föräldrarna ger dem resurser för att samla sina krafter och utvecklas som vuxna så att de kan få sina egna barn med den största fördelen som de kan.

Människor ligger utanför diagrammet när det gäller mängden resurser vi investerar i våra barn - våra liv är 1/4 till 1/3 över innan vi ibland lämnar våra föräldrars hushåll (i vissa samhällen lämnar de naturligtvis aldrig huset, utan kliver in i en utökade familj). Detta kan vara en av anledningarna till att vi är så framgångsrika som art - vi lever på praktiskt taget varje plats vi kan och har ingen risk för konkurrens från något annat levande än oss själva.

Farmoreffekten är i grunden tanken att om kvinnor, som är mer knutna till avkomman i fler fall än fäder, fortsätter att leva och hjälpa till att försörja barnbarnen och göra dem mer framgångsrika, så kommer detta att göra det möjligt för kvinnor efter klimakteriet att ha en längre livslängd (vilket de gör).

Evolutionsbiologen Sara Hrdy, emeritus UC Davis, har skrivit en hel del om nyanserna i utvecklingen av rollen som moderskap - att läsa några av hennes artiklar eller böcker kan ge dig en djupare känsla av hur djupt vördnadsfull kärlek har format människor.

--- mer svar på det här kan eller kanske inte är värt att läsa beroende på hur brett du vill förstå den här frågan...

Det är viktigt att säga att många av utvidgningarna av mänskliga medellivslängder inte har varit genetiska. Dess allmänt citerade att avloppssystem, rent vatten, antibiotika och riklig mat är de tre viktigaste faktorerna i mänsklig livslängd - och före moderna utvecklade världsländer, var den genomsnittliga livslängden för människor någonstans på 30-talet. Och det finns betydande skillnader i livslängd i regioner där dessa faktorer och andra (utbildning av kvinnor, tillgång till mödravård och tidig vård etc) är tillgängliga.

Studier fortsätter att publiceras som undersöker miljö- och livsstilsfaktorer jämfört med genetik och det verkar som att miljö och livsstil kan göra en häpnadsväckande skillnad.

Men genetiken har utan tvekan en roll att spela även här. Det finns förmodligen några enskilda människor och djur som har utvecklats för att leva längre. Detta har visat sig vara genetiskt relaterat hos vissa människor genom demografi och familjelinjer.

Det finns fortfarande genetiska faktorer som identifieras. Jag tror att det är en vanlig missuppfattning att evolution förändrar hela arten, men det är inte riktigt sant. Det finns några som har den tendensen och andra som inte har det - ibland blir det fler av säg kortlivade människor och andra gånger kommer längre levande individer att vara vanligare. Det beror på om befolkningens levnadsvillkor verkligen gynnar en tendens framför en annan. Vanligtvis kan kortlivade individer anta att de har andra fördelar, till exempel förmågan att lagra energi mer effektivt.


Studiedata visar att det inte finns någon fusk ålderdom

Synopsis: Studie som jämför data avslöjar att ökad förväntad livslängd är mer sannolikt statistiskt resultat av förbättrad överlevnad för barn och unga vuxna, inte sakta ner den åldrande klockan. Åldringshastigheten är relativt fast för en art, det är därför förhållandet mellan förväntad livslängd och livslängdsjämlikhet är så snävt inom varje art. Med hjälp av matematisk modellering fann forskarna också att små förändringar i åldrandehastigheten drastiskt skulle förändra förhållandet mellan förväntad livslängd och livslängdsjämlikhet.


Att reta isär hälsoeffekterna av rymdliv

NASA skickade ett samtal och valde ut 10 expertgranskade undersökningar från hela landet för TWINS-studien. Studier inkluderade molekylära, fysiologiska och beteendemässiga mätningar, och för första gången någonsin på astronauter, "omics"-baserade studier. Vissa team utvärderade utrymmets inverkan på genomet – hela komplementet av DNA i en cell (genomik). Andra team undersökte vilka gener som var påslagna och producerade en molekyl som kallas mRNA (transcriptomics). Vissa studier fokuserade på hur kemiska modifieringar – som inte förändrar DNA-koden – påverkade regleringen av generna (epigenomik). Vissa forskare undersökte proteinerna som produceras i cellerna (proteomics), medan andra granskade metabolismens produkter (metabolomics).

Det gjordes också studier som undersökte hur rymdmiljön kan förändra mikrobiomet – samlingen av bakterier, virus och svampar som lever i och på våra kroppar. En undersökning undersökte immunsvaret mot influensavaccinet. Andra team sökte i Scotts biologiska prover efter biomarkörer för åderförkalkning och uppåtgående vätskeförskjutningar i kroppen på grund av mikrogravitation, vilket kan påverka synen och orsaka huvudvärk. Kognitiv prestation utvärderades också med hjälp av datordrivna kognitionstester speciellt utformade för astronauter.

Mer än 300 biologiska prover – avföring, urin och blod – samlades från tvillingarna vid flera tillfällen före, under och efter det ettåriga uppdraget.

Kelly-tvillingarna är utan tvekan ett av de mest profilerade paren – på eller utanför vår planet. De är också en av de mest intervjuade. En fråga som ofta ställs är om Scott kommer att återvända från rymden yngre än Mark – en situation som påminner om "Interstellar" eller Einsteins så kallade "Tvillingparadox". Men eftersom ISS inte färdas någonstans i närheten av ljusets hastighet i förhållande till oss, är tidsutvidgningen – eller avmattningen av tiden på grund av rörelse – mycket minimal. Så någon åldersskillnad mellan bröderna skulle bara vara några millisekunder.

Telomerer är de skyddande sektionerna av DNA i spetsen av kromosomerna. När människor åldras blir telomererna kortare. VectorMine/Shutterstock.com

Ändå är frågan om rymdfärdsrelaterat åldrande och den åtföljande risken att utveckla åldersrelaterade sjukdomar som demens, hjärt-kärlsjukdomar och cancer – under eller efter ett uppdrag – en viktig fråga, och en som vi syftade till att ta upp direkt med vår studie av telomerlängd.

Telomerer är ändarna på kromosomerna som skyddar dem från skador och från "fransning" - ungefär som slutet på en skosnöre. Telomerer är avgörande för att upprätthålla kromosom- och genomstabilitet. Telomerer förkortas dock naturligt när våra celler delar sig, och så även när vi åldras. Den hastighet med vilken telomerer förkortas över tiden påverkas av många faktorer, inklusive oxidativ stress och inflammation, näring, fysisk aktivitet, psykologiska påfrestningar och miljöexponeringar som luftföroreningar, UV-strålar och joniserande strålning. Telomerlängden återspeglar således en individs genetik, erfarenheter och exponeringar, och så är informativa indikatorer på allmän hälsa och åldrande.


Resultat och diskussion

Vi fann att honor i genomsnitt har en vuxen medianlivslängd 18,6 % längre än hanar hos vilda däggdjur, efter att ha syntetiserat den mest kompletta sammanställningen av däggdjurs ålders- och könsspecifika dödlighetsuppskattningar hittills (Fig. 1 och Material och metoder). Storleken på könsskillnaderna i vuxen livslängd var robust med avseende på fyra livslängdsmått som vanligtvis används (variationskoefficient: 26 % Tabell 1), även om statistisk signifikans endast nåddes för ett mått (dvs. vuxenlivslängd 80 % Tabell 1). Förspänningen mot en längre livslängd för kvinnor var konsekvent över 60% av populationerna som ingick i vår datauppsättning oavsett livslängdsmåttet som analyserades (Dataset S3). Vi fann att könsskillnader i medianlivslängd hos vuxna också är större i longitudinella än i transversala studier (SI bilaga, Fig. S1). Eftersom individer övervakas noga under hela sin vuxna livstid i longitudinella studier ger dessa de mest exakta demografiska uppskattningarna (30), vilket visar att honor lever i genomsnitt 20,3 % längre än män (64 populationer som omfattar 50 arter) i de bäst studerade populationerna. Även om könsskillnader i medianlivslängd för vuxna från kulturellt och geografiskt distinkta mänskliga populationer (amerikaner: 6,2 %, japanska: 5,1 %, svenska: 2,0 %, Aché: 17,5 %) överensstämmer med våra uppskattningar från icke-mänskliga däggdjur, visar icke-mänskliga honor en överlevnadsfördel större än kvinnor i 66,4 % av de provtagna populationerna (Fig. 1).

Könsskillnader i vuxen livslängd mellan däggdjur. För en given population mäts könsskillnaden som förhållandet log[(Manlig vuxenlivslängd)/(Kvinnlig vuxenlivslängd)]. Flera staplar för en given art representerar uppskattningar insamlade från olika populationer. Orange staplar motsvarar longitudinella data, grå staplar motsvarar transversella data och mörkgrå staplar motsvarar mänskliga populationer. Den svarta pricken motsvarar den totala effekten för icke-mänskliga däggdjur och är associerad med dess 95% trovärdighetsintervall.

För att undersöka om riktningen och omfattningen av könsskillnaderna i åldrandegraden liknade de som observerades för könsskillnaderna i vuxen livslängd, uppskattade vi graden av åldrande i populationer där information om fördelningen av ålder vid döden fanns tillgänglig (83 populationer som representerar 66 arter). Hittills ackumulerade empiriska bevis tyder på att början av åldrandet varierar markant mellan däggdjur och inte konsekvent börjar vid den första reproduktionsåldern (31). Vi uppskattade alltså åldringshastigheten genom att montera en Siler-modell (32), som inte kräver något antagande om när början av åldrandet inträffar, i motsats till den vanliga Gompertz-modellen (33). Vi hittade ingen konsekvent skillnad i åldrande mellan män och kvinnor (tabell 2 och fig. 2), även när vår undersökning var begränsad till longitudinella data (tabell 2). Den övergripande könsbias i vuxen livslängd som vi rapporterar över däggdjurspopulationer formas därför av en mängd könsspecifika demografiska egenskaper som kännetecknar en art eller en population men som inte systematiskt involverar en högre åldrandegrad hos män. Längre vuxenlivslängd hos kvinnor innebär alltså inte systematiskt en lägre åldrandegrad utan kan helt enkelt bero på lägre dödlighet i alla vuxna åldrar (20).

Medelvärde av den bakre fördelningen av skillnaden mellan könen i dödlighetens åldrandegrad för longitudinella och transversala-dx-data tillsammans (Material och metoder) och endast longitudinella data

Frekvensfördelning av storleken på könsskillnader i åldringshastighet mellan däggdjur i det vilda (A). Den svarta pricken motsvarar den totala effekten för icke-mänskliga däggdjur och är associerad med dess 95% trovärdighetsintervall. Mönster av åldersspecifika förändringar i dödligheten för tre däggdjurspopulationer visas. För varje population dödlighetskurvan med den vertikala linjen som representerar medellivslängden för vuxna och den bakre fördelningen av åldringshastigheten b1 anges i rött för honor och i blått för män. Mortalitetsrisken motsvarar den momentana dödligheten. I de tre populationerna lever vuxna kvinnor i genomsnitt längre än vuxna män. Dock, (B) på asiatisk elefant, Elephas maximus (Myanmars befolkning), kvinnor har en högre åldrandegrad (C) i gul babian, Papio cynocephalus (Amboseli National Park population), ingen skillnad i åldrande har observerats och (D) hos kronhjort, Cervus elaphus (Isle of Rum population), män uppvisar en högre åldrandegrad än honor.

En sådan frikoppling mellan vuxenlivslängd och åldrandetakt matchar människans dödlighetsmönster, eftersom åldersspecifik dödlighet i studerade mänskliga populationer ökar i samma takt hos båda könen trots att kvinnor i genomsnitt lever längre än män (2, 6, 34). Frånvaron av konsekventa könsskillnader i åldrandegrad som vi dokumenterar här i vilda populationer av däggdjur utesluter inte några potentiella könsskillnader i åldrandehastigheten som visas av andra fenotypiska egenskaper (t.ex. fertilitet, reproduktionsförmåga, kroppsmassa eller komponenter i immunsystem), vilket illustreras av nya bevis för att fysiologiska och demografiska åldrandemönster kan kopplas bort i naturen (31, 35). Ålders- och könsspecifika data om fysiologiska egenskaper är dock fortfarande knappa, vilket för närvarande förhindrar någon storskalig undersökning av könsskillnader i åldrande på fysiologisk nivå.

Könsskillnader i både vuxen livslängd och åldrandegrad är mycket varierande mellan arter (variationskoefficient på 182 % och 291 % för vuxen livslängd och åldrandegrad, respektive Fig. 1 och 2). Skillnader i könskromosominnehåll är en inflytelserik förklaring till könsskillnader i dödlighet (13, 14, 17), vilket tyder på att inom arter bör det heterogametiska könet (d.v.s. XY-hanar hos däggdjur) lida av försämrad överlevnad jämfört med det homogametiska könet. Även om de exakta biologiska mekanismerna som kopplar samman könskromosomer och livslängd förblir oklara (13), förklarar denna hypotes framgångsrikt riktningen för bias mellan könsförhållandet (potentiellt orsakad av könsskillnader i dödlighet) mellan tetrapoder (36). Våra fynd visar dock att även inom däggdjursarter som alla delar samma könsbestämningssystem, är variationen i storleken på könsskillnaderna i vuxen livslängd och graden av åldrande särskilt stor. Dessa skillnader mellan arter i dödlighetsmönster förklarades inte av fylogenetisk släktskap, som endast svagt förklarar variationen i könsskillnader i vuxen livslängd (H 2 = 15 %) eller åldrandehastighet (H 2 = 29 %) mellan arter. Detta står i kontrast till uppskattningarna av analyser fokuserade på män och kvinnor separat, som visar att fylogenetisk släktskap förklarar det mesta av variationen i vuxenlivslängd och åldrandegrad för ett givet kön (H 2 = 86 % och H 2 = 85 % för kvinnor och manlig vuxen livslängd, respektive H 2 = 87 % och H 2 = 88 % för kvinnlig respektive manlig åldersgrad). Dessa fynd tyder på att allometri [genom den artspecifika kroppsstorleken (37)] och livstakten [genom den artspecifika positionen längs det långsamma-snabba kontinuumet (38)] som båda noggrant följer fylogenetisk släktskap sannolikt bestämmer det observerade dödsmönstret inom en given däggdjursart (39) men har liten inverkan på skillnaden mellan könen i antingen vuxen livslängd eller åldrandehastighet. Sammantaget är den existerande sexuella dimorfismen i överlevnadsmått mestadels oberoende av fylogenetisk släktskap och formas därför av andra källor till variation (t.ex. variation i miljöförhållanden bland och inom populationer).

Vi genomförde sedan ytterligare analyser fokuserade på sexuellt urval, som vanligtvis antas forma sexuell dimorfism i dödlighetsmönster (26, 28), med användning av både sexuell storleksdimorfism (SSD) och parningssystem som proxy för styrkan av sexuellt urval (se ref. 40 och Material och metoder). Dessa bredskaliga analyser av däggdjur i det vilda avslöjar att SSD (men inte parningssystem) endast är svagt förknippad med riktningen och storleken på könsskillnader i vuxen livslängd (lutning på -0,23 [95% trovärdighetsintervall: -0,49 0,04] SI bilaga, Tabell S1 och Fig. 3) och är inte associerad med åldringshastigheten (SI bilaga, Tabell S2), som utmanar den klassiska uppfattningen att sexuellt urval är den största drivkraften bakom könsskillnader i dödlighetsmönster (9, 16, 27, 41). Dessutom står dessa fynd i kontrast till en tidigare jämförande analys utförd på populationer i fångenskap där könsskillnaderna i livslängd var otvetydigt högre hos polygyna än hos monogama idisslare (28). I zoologiska trädgårdar lever djur i skyddade miljöer där miljödrivna dödlighetsrisker buffras (t.ex. genom matförsörjning eller förebyggande veterinärmedicin, se ref. 42). Därför kan de fysiologiska kostnaderna förknippade med utvecklingen av en stor kroppsstorlek och iögonfallande sexuella drag under naturliga förhållanden och under evolutionära tider vara mer sannolikt att översättas till en större total minskning av manlig överlevnad, i förhållande till kvinnor, eftersom individer som bor i djurparker är skyddas från miljödrivna dödsorsaker. Under sådana fångna förhållanden kan anpassningar till sexuell konkurrens vara den främsta orsaken till könsskillnader i livslängd, eftersom båda könen är skyddade från ytterligare dödlighetskällor kopplade till miljösvårigheter som kan påverka livslängden på könsberoende och -oberoende sätt (28). Däremot, i det vilda, antar vi att lokala miljöförhållanden och den myriad av tillhörande dödlighetsrisker (t.ex. klimathårdhet och patogenrikedom) övervägande formar könsskillnader i vuxen livslängd och åldrandehastighet genom att interagera med kostnaderna för sexuellt urval.Mer specifikt kan den betydande allokeringen av resurser hos män för tillväxt och underhåll av sekundära sexuella egenskaper, allt annat lika, göra män mer sårbara än kvinnor för svåra miljöförhållanden. Till exempel är sexuell dimorfism delvis fysiologiskt driven av en högre produktion av androgener hos män, särskilt under tidig vuxen ålder (43), som direkt styr tillväxten av många sekundära sexuella egenskaper (t.ex. ornament och vapen) (13, 27). Cirkulerande androgener modulerar också immunförsvaret och när de finns i höga nivåer kan det försämra vissa aspekter av immunförsvaret (44), vilket gör män mer mottagliga för patogener. Troféjakt utgör också ett extremt exempel på miljöförhållanden (d.v.s. antropogena aktiviteter) som formar omfattningen av könsskillnaderna i dödlighetsmönster mellan däggdjurspopulationer i det vilda. Faktiskt, vuxna honor från jagade populationer (n = 21) tenderar att leva längre i förhållande till män än vuxna kvinnor från icke-jagade populationer (34,5 % mot 16,7 %, respektive Fig. 3). Slutligen kan vi inte avfärda att könsskillnader i dödlighetsmönster också kan påverkas av interaktioner mellan lokala miljöförhållanden och den artspecifika kvinnliga reproduktionstaktiken. Till exempel kommer honor från promiskuösa arter, som uppvisar flera parningshändelser under en enda reproduktionssäsong, vara mer benägna att drabbas av infektionssjukdomar när den lokala miljön är särskilt rik på patogener (45), som i slutändan kan vara ansvariga för en kortare livslängd för honor eller en högre åldrandehastighet. Sammantaget är det fortfarande ett utmanande initiativ att undersöka hur lokala miljöförhållanden och könsspecifika livshistoriska strategier samverkar för att forma könsspecifika dödlighetsmönster över arter och populationer eftersom det kräver finskalig data om olika miljöegenskaper.

Effekt av SSD (A), jakt (jagade vs. icke-jagade populationer) (B), och datakvalitet (längsgående–hög kvalitet vs. tvärgående–låg kvalitet) (C) om könsskillnader i medianlivslängd hos vuxna mellan däggdjur. Den horisontella gråa och streckade linjen motsvarar frånvaron av könsskillnader i medianlivslängden för vuxna.

Hos människor och laboratoriegnagare sträcker sig könsskillnaderna i dödlighetsmönster till könsskillnader i svaghet, neurologisk nedgång och samsjuklighet (6). Hos laboratoriemöss och -råttor är överlevnadsfördelarna förknippade med antiåldrande interventioner (genetiska eller farmakologiska) också ofta könsspecifika (6, 46). Dessa könsspecifika svar kan tillskrivas könsskillnader i fysiologiska system (t.ex. hormonella profiler), som också förväntas modulera vuxnas livslängd och åldrande (47). Vi föreslår att variation i storleken på könsskillnader i både vuxen livslängd och åldrandehastighet i vilda populationer sannolikt är ett svar på interaktioner mellan könsspecifika fysiologiska vägar och mångfalden av miljöförhållanden som möts av däggdjur över hela världen. Ur ett evolutionärt perspektiv är könsspecifika genuttryck och fysiologiska system de direkta konsekvenserna av både naturligt och sexuellt urvalstryck som har utövats oberoende av män och kvinnor (27, 41, 48). Till exempel har sexuellt urval lett till utvecklingen av arter med hög sexuell dimorfism för många fenotypiska egenskaper (t.ex. kroppsstorlek) som differentiellt sensibiliserar båda könen för specifika miljöförhållanden. Detta illustreras särskilt väl av de tre longitudinellt övervakade populationerna av bighornsfår (Ovis canadensis) ingår i vår datauppsättning. Hos detta polygyna klövdjur visar hanar och honor nästan ingen skillnad i livslängd i National Bison Range-populationen där resurser konsekvent finns tillgängliga. Men män lever mycket kortare liv i Ram Mountain där vinterns svårighetsgrad är särskilt uttalad, vilket leder till markanta könsskillnader i livslängd (49). Huruvida mycket könsdimorfa arter som lever i det vilda uppvisar markanta könsskillnader i livslängd och åldrande dödlighet beror därför sannolikt på interaktioner mellan könsspecifik genetisk variation som härrör från ett urval mot specifika alleler som är associerade hos män med mer extrema fenotyper (för fysiologiska, morfologiska och beteendemässiga egenskaper) och lokala förhållanden (t.ex. patogenrikedom), som antingen kan förvärra eller buffra omfattningen av dessa könsskillnader (50). Även om det är utmanande, kommer forskningsprogram som löser detta komplexa nätverk utan tvekan att ge innovativa insikter om de evolutionära rötter och fysiologi som ligger bakom åldrandet hos båda könen.


Vi kanske inte behöver åldras så snabbt

Vi åldras alla kronologiskt med tidens gång, men hur är det med våra kroppar? Är fysiologiskt åldrande också oundvikligt? En växande grupp av biologer börjar säga nej, tack vare utvecklingen inom epigenetikområdet, som inte studerar vårt DNA i sig utan de processer som bestämmer hur våra gener "uttrycker" sig genom att styra våra celler under hela våra liv.

Om du tänker på din ärvda genetik, ditt DNA, som ett pianoklaviatur, så avgör epigenetik hur tangenterna spelar musik. De primära spelarna i den här konserten är molekylära ämnen som fäster till vårt genom och lämnar markörer. Dessa markörer ger i sin tur celler specialiserade funktioner och reglerar hur de fungerar. Om för många markörer ackumuleras - om det finns för mycket "epigenetiskt brus" - blir riktningarna röriga och cellerna blir dysfunktionella.

Under det senaste decenniet har forskare lärt sig att dessa markörer kan erbjuda en anmärkningsvärt exakt mätning av biologisk ålder, till inom några år. Den insikten har snabbt följts av växande bevis för en mer häpnadsväckande idé: att de epigenetiska markörerna inte bara mäter åldrande utan hjälper till att orsaka det.

När forskare vid Harvard Medical Schools Sinclair Lab (som drivs av en av den här artikelns medförfattare, Dr. Sinclair) lade epigenetiska ansamlingar till genomen hos unga möss 2015, upplevde mössen en accelererad förlust av muskel- och benmassa, blev grå , tappade synen och blev lättare förvirrad. Mössens födelsedagar förändrades inte jämfört med deras syskon, bara deras epigenom gjorde det.

Resultaten av det experimentet och andra liknande hjälper till att befästa en "informationsteori" om åldrande, som säger att en ansamling av epigenetiskt brus stör genetiska data. Kaoset får så småningom celler att bli åldrande och sluta reproducera sig och påverkar närliggande celler att göra detsamma. Det är den erfarenhet vi har lärt känna som åldrande.

Fortsätt läsa din artikel med ett WSJ-medlemskap


Åldrandeprocessen är ostoppbar, finner aldrig tidigare skådad studie

Odödlighet och evig ungdom är myter, enligt ny forskning som äntligen kan avsluta den eviga debatten om huruvida vi kan leva för evigt.

Med stöd av regeringar, näringsliv, akademiker och investerare i en bransch värd 110 miljarder USD (82,5 miljarder pund) – och beräknad vara värd 610 miljarder USD 2025 – har forskare ägnat decennier åt att försöka utnyttja kraften i genomik och artificiell intelligens för att hitta ett sätt att förhindra eller till och med vända åldrande.

Men en aldrig tidigare skådad studie har nu bekräftat att vi förmodligen inte kan bromsa hastigheten med vilken vi blir äldre på grund av biologiska begränsningar.

Studien, av ett internationellt samarbete mellan forskare från 14 länder och inklusive experter från University of Oxford, avser att testa hypotesen "invariant hastighet av åldrande", som säger att en art har en relativt fast åldershastighet från vuxen ålder.

"Våra fynd stöder teorin att, snarare än att bromsa döden, lever fler människor mycket längre på grund av en minskning av dödligheten i yngre åldrar", säger José Manuel Aburto från Oxfords Leverhulme Center for Demographic Science, som analyserade åldersspecifik födelse och dödsdata som sträcker sig över århundraden och kontinenter.

"Vi jämförde födelse- och dödsdata från människor och icke-mänskliga primater och fann att detta generella dödlighetsmönster var detsamma för dem alla", sa Aburto. "Detta tyder på att biologiska, snarare än miljöfaktorer, i slutändan styr livslängden.

"Statistiken bekräftade att individer lever längre när hälsan och levnadsvillkoren förbättras, vilket leder till ökad livslängd för en hel befolkning. Ändå är en brant ökning av dödstalen, allt eftersom åren går in i ålderdomen, tydligt att se hos alla arter.”

Debatten om hur mycket längre vi kan leva har delat det akademiska samhället i decennier, med sökandet efter förlängt liv och hälsa särskilt aktivt i Storbritannien, där minst 260 företag, 250 investerare, 10 ideella organisationer och 10 forskningslabb är använder den mest avancerade tekniken.

Den brittiska regeringen har till och med prioriterat de separata sektorerna för AI och livslängd genom att inkludera båda i de fyra industriella strategiernas stora utmaningar, som syftar till att sätta Storbritannien i framkanten av framtidens industrier.

Men vad som har saknats i debatten är forskning som jämför livslängder för flera djurpopulationer med människor, för att ta reda på vad som driver dödligheten.

Den här studien täpper till det gapet, sa Aburto. "Denna utomordentligt mångsidiga insamling av data gjorde det möjligt för oss att jämföra dödlighetsskillnader både inom och mellan arter."

David Gems, professor i biogerontologi vid UCL:s Institute of Healthy Ageing, sa att sammanfattningen av rapporten antydde att forskningen var "en mycket kraftfull studie som bevisar något kontroversiellt och säkert rätt".

Alla datauppsättningar som undersökts av Aburtos team avslöjade samma generella dödlighetsmönster: en hög risk för död i spädbarnsåldern som snabbt minskar under de omogna och tonåren, förblir låg till tidig vuxen ålder och sedan kontinuerligt stiger i högre ålder.

"Våra fynd bekräftar att den förväntade livslängden i historiska populationer var låg eftersom många människor dog unga", sa Aburto. "Men allt eftersom medicinska, sociala och miljömässiga förbättringar fortsatte, ökade den förväntade livslängden.

– Fler och fler människor får leva mycket längre nu. Men banan mot döden i ålderdom har inte förändrats, tillade han. "Denna studie tyder på att evolutionär biologi övertrumfar allt och hittills har medicinska framsteg inte kunnat slå dessa biologiska begränsningar."


Delfinstudier kan leda till strategier för att bromsa mänskligt åldrande

Likheter mellan människor och delfiner kan hjälpa oss att fördröja processen att bli äldre.

Åldrandet lämnar ingen bakom sig, men alla människor upplever processen olika, baserat på genetik och livsstilsfaktorer.

Omvänt tenderar delfiner som används av den amerikanska flottan att existera inom en ganska enhetlig uppsättning omständigheter - kost och livsmiljö är ungefär densamma för alla individer. Eftersom dessa vattenlevande däggdjur upplever åldrande på ett sätt som liknar människor, valdes marinens delfiner nyligen ut som föremål för en ny långtidsstudie om åldrande. Målet för en lång framtid: Fördröja människans åldrandeprocess.

Resultaten av denna studie publicerades i måndags i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.

Hos delfiner visar fyra nyckelegenskaper hur åldrande visar sig i blodet, rapporterar studieteamet. Forskare tog blodprover på 144 delfiner under 25 år för att hitta markörer som är relevanta för människors hälsa. Fynden visar skillnaden mellan långsamt och accelererat åldrande mellan individer i samma population.

Huvudstudieförfattaren Stephanie Venn-Watson är medgrundare och VD för life science-företaget Epitracker.

"Även om det länge har trotts att vissa människor åldras snabbare än andra, har det varit svårt att bevisa att människor verkligen åldras i olika takt," säger Venn-Watson Omvänd.

Venn-Watson och kollegor identifierade fyra biomarkörer i delfinblod som hjälper till att mäta graden av åldrande:

  • Hemoglobin — Ett järnhaltigt protein som transporterar syre i röda blodkroppar minskar med åldern
  • Lymfocyter — Immunceller minskar med åldern
  • Blodplättar — Cellfragment involverade i blodkoagulering
  • Alkaliskt fosfatas — Ett enzym som används för att upptäcka lever- och skelettsjukdomar

"Baserat på dessa index kunde vi bekräfta närvaron av delfiner med både långsamma och accelererade åldrande", säger Venn-Watson. Med andra ord, de mätte hur en brant kontra en gradvis åldrandeprocess ser ut.

Hemoglobin och lymfocyter, till exempel, minskar med åldern, förklarar Venn-Watson. Tillsammans innebär det att äldre delfiner (och människor) löper större risk för anemi och allvarliga infektioner. Delfiner som åldras snabbare löper en ännu större risk.

Med människor och vilda delfiner påverkas åldrandeprocessen av miljö- eller livsstilsfaktorer. Hos människor inkluderar det socioekonomisk status och kronisk medicinering. Däremot lever delfiner från den amerikanska marinen, som är tränade för uppdrag som utrustningshämtning och undervattensminupptäckning, under liknande förhållanden. Det gjorde det möjligt för forskare att isolera åldrandemönster utan miljömässiga fördomar.

"Det är viktigt att vi tydligt kan skilja mellan delfiner som åldras långsamt och accelererat trots att alla delfiner i befolkningen delade samma kost, hälsovård och havsmiljö", säger Venn-Watson. Upptäckten "stödjer att viktiga, icke-miljömässiga drivkrafter för åldrandehastigheten kan identifieras och därför kan vara inriktade på att bromsa åldrandet i sig."

Långsamt åldrande - Som den nya forskningen visar, skyddar åldrandet långsammare individer mot några av de stora hälsoutmaningarna som kommer med tiden – oavsett miljö.

Den idén skulle kunna informera humanmedicin i framtiden, och potentiellt utvecklingen av terapier som bromsar människans åldrandeprocess.

Mest åldrande forskning på djur involverar de med kort livslängd, som maskar, flugor och möss. Genom att studera delfiner, säger Venn-Watson att hon hoppas kunna lära sig hur långlivade djur, som människor, i första hand når sina äldre åldrar – och "hur vi kan utnyttja dessa mekanismer för att hjälpa människor och delfiner att leva längre och friskare."

Delfiner är en särskilt användbar modell för att studera mänskligt åldrande eftersom de kan påverkas av åldringsrelaterade tillstånd som högt kolesterol, kronisk inflammation och till och med Alzheimers sjukdom.

"Dessa likheter stöder att delfiner och människor delar liknande åldringsrelaterade mekanismer," säger Venn-Watson.

Nu, med denna studie, har forskare bevis på långsamt och accelererat åldrande hos delfiner. Det kan så småningom hjälpa forskare att rikta in sig på och fördröja åldrandeprocessen hos människor.

"Vi hoppas att vår studie kan hjälpa läkare och livslängdsforskare att prioritera kliniskt relevanta index hos äldre människor, inklusive sjunkande hemoglobin och lymfocyter," säger Venn-Watson, "för att inte bara förebygga och behandla anemi och minskad immunitet utan även för att hjälpa till att fördröja åldrandefrekvensen. "


Åldringsprocessens plasticitet

I veckans avsnitt: En djupgående titt på vetenskapen om åldrande.

Vi kommer att prata med Will Mair, som driver ett labb som studerar hur djur åldras - och hur tekniker som kostrestriktioner kan förändra själva åldringsprocessen.

Det är fascinerande arbete som kan förändra hur vi tänker på att behandla åldrande och åldersrelaterade sjukdomar.

<***Will Mair Soundbite***>
(När vi kommer över 65 tenderar vi att ha flera kroniska tillstånd samtidigt. Och detta betyder verkligen att sättet vi riktar in oss på sjukdomar, en i taget, faktiskt inte har så mycket nytta som du kan hoppas. Så , vad vi tänker på är att om vi kan rikta in oss på åldern i sig kanske vi kan öka vår valuta för pengarna – vi kan verkligen ha en effekt på hälsan och vara mer förebyggande, snarare än att bara försöka bota var och en på samma gång .)

Hej och välkommen till Harvard Chan: This Week in Health ... Det är torsdag 29 mars 2018. Jag heter Amie Montemurro.

Vi tänker ofta på åldrande som en oundviklig nedgång – när vi blir äldre bryts våra kroppar ner och sjukdomar förökar sig.

Men tänk om det inte var fallet?

Tänk om vi kunde förändra hur vi åldras?

Det är en viktig fråga eftersom människor runt om i världen lever längre och längre – och vi kommer att ta en djupgående titt på det idag med Will Mair, docent i molekylär metabolism här vid Harvard Chan School.

Och den här intervjun är en naturlig uppföljning av avsnittet vi sände den 8 februari, "A public health approach to a aging world."

Om du inte har lyssnat på den än, rekommenderar vi att du går tillbaka och lyssnar.

I det avsnittet förklarade Lisa Berkman och Albert Hofman hur folkhälsoforskare brottas med problem kring åldrande och livslängd – från att tänka om arbetet till att förebygga Alzheimers sjukdom.

Och i det avsnittet påpekade Lisa Berkman att om världen åldras på ett hälsosamt sätt kan det här skiftet gå smidigt.

Och det är där vårt samtal med Will Mair kommer in.

Hans labb utforskar den grundläggande biologin i åldrandeprocessen - att försöka förstå varför vi är mer benägna att få kroniska sjukdomar när vi är gamla än när vi är unga.

Deras arbete försöker förstå vad som faktiskt går fel i våra celler och vävnader för att öka risken för åldersrelaterad sjukdom – och sedan försöka hitta sätt att vända det.

Mycket av Mair Labs arbete fokuserar på att använda en process som kallas kostrestriktioner för att manipulera åldringsprocessen.

En nyckel till labbet är att köra experiment med c. elegans, en nematodmask, som bär på ungefär samma totala antal gener som människor.

Maskarna lever i cirka tre veckor, men under den tiden visar de tydliga tecken på åldrande – vilket gör dem till ett kraftfullt forskningsverktyg för forskare som Mair.

Vi kommer att prata mer om det senare i podcasten, men jag började mitt samtal med Mair med att be honom förklara fokus för det labbet – och hur det passar in i folkhälsan.

WILL MAIR: Så egentligen skulle jag säga att den övergripande centrala frågan som mitt labb fokuserar på är egentligen, varför är det mer sannolikt att vi får sjukdomar när vi är gamla än när vi är unga? Detta är något som vi alla uppenbarligen är mycket medvetna om. Det låter väldigt uppenbart, men vad är den biologiska orsaken till det, och finns det något vi kan göra åt det?

Så i grund och botten, när du tänker på folkhälsan, identifierar vi riskfaktorer för folkhälsoproblem, och sedan försöker vi bli av med dem. Och vi tänker på åldrande som en riskfaktor. Kan vi göra något åt ​​i vilken utsträckning ålder är en riskfaktor för olika kroniska tillstånd?

NOAH LEAVITT: Och så jag vet att ett av dina huvudmål är att förstå den grundläggande biologin i åldrandeprocessen. Så jag antar att det är en fråga i två delar, vad betyder det, och varför är det viktigt att vi förstår dessa biologiska processer?

WILL MAIR: Så det är en bra fråga.Så när vi tänker på människans förväntade livslängd, är en sak som verkligen är slående att vi har haft fantastiska framgångar under de senaste 100 åren eller så med att öka vår förväntade livslängd. Så vi har lagt till, i USA, något som 30 år till den tid som vi kan förvänta oss att leva med, och det är sant över hela världen.

Och det hade ingenting att göra med hur snabbt vi åldras. Det har inte riktigt påverkat åldringsprocessen. Det har verkligen gått igenom grundläggande folkhälsoframgångar. Så att bli av med saker som brukade döda oss när vi var unga gjorde det möjligt för oss alla att överleva tills vi är i avancerade stadier.

Grejen med det är att när vi utvecklades hade våra förfäder inte turen att ha samma sorts folkhälsa, eller hur. Och så evolution är en ganska sparsam sak. Vi utvecklar bara förmågan att underhålla oss själva och våra kroppar under den tid vi kan förvänta oss att leva.

Och därför att vi inte överlevde lika länge under den mänskliga evolutionens gång, har våra kroppar inte kommit ikapp folkhälsoframgångarna på något sätt. Så nu, eftersom vi har lagt till dessa extra år till våra liv, har vi avslöjat våra kroppars svaghet. Vi har avslöjat det faktum att vi inte har utvecklats för att leva så länge, vilket betyder att vi har lagt till alla dessa olika kroniska sjukdomar, på högre nivåer än vi någonsin har sett tidigare, eftersom vi har varit ett offer för vår egen framgång egentligen.

Eftersom vi lever så mycket längre, upplever vi dessa sjukdomar. Så nu de närmaste 100 åren eller så, eller så länge det tar för folkhälsan, är ett verkligt fokus att tänka, kan vi göra de tillagda åren som vi har lagt till friska, istället för de där vi upplever höga nivåer av kroniska samsjukligheter?

NOAH LEAVITT: Så på sätt och vis, eftersom den evolutionära tidsskalan är så lång, har medicinen i princip överträffat vad våra kroppar kan göra.

WILL MAIR: Absolut. Och det kan du se om du tittar på den naturliga världen. Om du tittar på, var ser vi åldrande, du tenderar inte att se gamla djur i det vilda. Du ser gamla djur när vi sätter dem i djurparker, när vi domesticerar dem. De längst levande djuren tenderar att leva på platser där det finns mycket låga risknivåer, till exempel på öpopulationer.

Och så effektivt, det är vad vi har gjort mot oss själva med framgången för folkhälsan. Vi har nästan domesticerat oss själva på något sätt. Så vi har stoppat massor av saker som verkligen orsakade oss död och tidig död i våra unga liv, och upplevt dessa saker, och vi har avslöjat att du har helt rätt. Folkhälsan har gått snabbare än evolutionen, men det betyder inte att vi inte kan göra något åt ​​det om vi kan förstå den grundläggande biologin som går fel i våra celler under dessa extra år som vi har lagt till.

NOAH LEAVITT: Och så nämnde du för en minut sedan den här idén om att göra dessa tillagda år hälsosammare och bättre år. Och du sa något intressant i en intervju 2012 med Harvard Public Health magazine, du kan inte ändra hur gammalt ett djur är, men du kan ändra hur det åldras. Fanns det ett speciellt ögonblick som hjälpte dig att inse det, och jag antar, hur har den synvinkeln påverkat ditt arbete under din karriär?

WILL MAIR: Ja, så det är helt sant. Så jag kan inte göra något åt ​​hur gammal någon är, men du kan ändra den biologiska åldern för en cell och en modellorganism i labbet. Och detta är verkligen ett centralt tema i mitt labb, är vi intresserade av vad vi tänker på och kallar åldrandeprocessens plasticitet, så förmågan att modulera den hastighet med vilken en organism kan åldras, genom olika manipulationer. Några av dem är dietära, några av dem är genetiska eller farmakologiska.

Så detta är en riktigt kraftfull observation. Och egentligen, för mig, var en av de saker som först utsatte mig för detta arbete jag gjorde nu för 17, 18 år sedan som doktorand i London, var att använda Drosophila, som är fruktflugan, som är ett verktyg som används i labbet ofta för att studera genetik, och fråga kopplingarna mellan utfodring och mängden mat som djuren skulle äta, och hur länge de skulle leva.

Och så det här tittade på den här processen som kallas kostrestriktioner, som definieras som minskning av mat och matintag utan undernäring. Och den här processen har visat sig öka livslängden hos varje djur vi har testat det på, oavsett om det är en encellig jäst, en fruktfluga, en mus eller faktiskt en näsapa, en icke-mänsklig primat.

Och jag arbetade på Drosophila, på dessa fruktflugor, och frågade, ja, måste du ge dem mindre mat hela vägen genom livet, eller finns det något du kan göra mycket sent i livet? Och vad jag gjorde är att som någon som arbetar med demografi på Folkhälsoskolan kommer att säga till dig, för att göra studier av akuta förändringar behöver du enorma urvalsstorlekar. Och jag var den typen av doktorand som skulle vara lycklig– om det innebar att jag skulle räkna många djur, jag skulle räkna massor av djur.

Så jag gjorde dessa studier där vi satte kostrestriktioner på flugor, med tusentals djur, när de var mycket gamla. Och det vi såg var verkligen slående. Inom två dagar visade de här djuren som redan var gamla redan tecken på åldrande, de flög inte längre, de såg lite tråkiga ut, de vände snabbt om de åldrande fenotyperna. Och faktiskt, på 48 timmar, kunde du inte se skillnaden mellan flugor som hade varit dietbegränsade under hela sitt liv, och några som bara hade ätit så mycket som de ville äta, tills de var ganska gamla, och sedan bara dietbegränsade i två dagar.

Och så det var verkligen ett exempel för mig som var väldigt uppenbart. Jag tittade ner i mikroskopet av, åldrande är en plastsak, så att flugorna var i samma ålder, men det var en enorm skillnad i deras ungdomlighet. Och det hade verkligen blivit omvänt.

Och så en del av arbetet vi gör nu är att försöka förstå, ja, vilka är de mekanismer som ligger till grund för det på cellnivå? Skulle vi kunna rikta in oss på några av dessa för terapeutiska fördelar?

NOAH LEAVITT: Så jag vill gräva mer in på fastan en minut, men bara för att följa upp där, jag menar, det verkar vara ett riktigt bra exempel på vad du pratade om, typ av inriktning på själva åldrandeprocessen, och denna idé att det är den här typen av plastprocess. Så varför är det en värdefull folkhälsostrategi, att inte bara inrikta sig på effekterna av åldrande, utan själva processen?

WILL MAIR: Det är en bra fråga igen. Så jag tror att en av anledningarna beror på hur man får sjukdomar i olika åldrar. Så det finns saker som brukade döda i vår ungdom, infektionssjukdomar, saker som vi har kommit långt inom sanitet, utbildning, folkhälsa har gått långt för att bli av med dessa saker. Dessa är akuta händelser som kan hända en individ. Om du kunde bli av med den processen, ta bort problemet, de skulle överleva och de skulle leva i vuxen ålder.

Tyvärr, när vi kommer över 65, tenderar vi att ha flera olika kroniska tillstånd samtidigt. Så du tenderar inte bara att ha ett folkhälso- eller hälsoproblem när du är gammal, du har flera. Och detta betyder verkligen att sättet vi riktar in oss på sjukdomar en i taget faktiskt inte har så mycket nytta som du hoppas. Om vårt mål är att förbättra dessa 30 år har vi lagt till och få människor att verkligen leva ett sjukdomsfritt, hälsosamt och lyckligt liv, faktiskt, på statistisk nivå, om du blir av med en sjukdom i sin helhet, om du är kvar med andra kroniska sjukdomar, alla som delar en riskfaktor, som är patientens ålder, men kanske har olika proximala orsaker, du är fortfarande kvar med dem.

Så vad vi tänker på är, om vi kan rikta in oss på själva åldern, eller åtminstone anledningen till att ålder är en riskfaktor, vilka är de centrala kopplingarna mellan ålder och dessa olika sjukdomar? Kanske kan vi öka vår valuta för pengarna. Verkligen, vi kan påverka hälsan och vara mer förebyggande, snarare än att bara försöka bota var och en på samma gång.

NOAH LEAVITT: Jag menar, det verkar vara ett ganska bra argument, antar jag, för värdet av detta holistiska folkhälsosynsätt, eftersom det inte bara är inom Alzheimers forskning, inom hjärtsjukdomsforskning, et cetera. Du är typ tvungen att sammanföra alla dessa olika discipliner, antar jag.

WILL MAIR: Jag tror att det är helt rätt. Och egentligen säger det inte att det alternativa tillvägagångssättet är felaktigt. Naturligtvis behöver vi medicinska tillvägagångssätt för att rikta in oss på olika sjukdomar, men vad vi verkligen vill tänka på och bli lite mer flexibla om hur vi kan hantera denna folkhälsosyn. Vi är inte riktigt förberedda på den börda på det offentliga hälsosystemet som dessa ålderdomssjukdomar kommer att medföra, så vi måste tänka lite mer kreativt. Och jag tror att om vi kan hitta centrala biologiska kopplingar som händer hos en gammal patient, och även i ett gammalt djur i labbet, till exempel, som orsakar ökad risk för olika sjukdomsfenotyper, om vi kan modulera några av dessa centralt, kan ha effekt.

En av de som vi tänker mycket på i labbet, på min avdelning, Molecular Metabolism, tänker på är egentligen länkarna mellan metabolism och metabolisk dysfunktion, alltså hur din kropp bearbetar de näringsämnen den får. Och om det blir fel med åldern, kan det leda till många olika symtom, många olika åldersrelaterade sjukdomar i hög ålder?

NOAH LEAVITT: Och så är det där arbetet med fastan kommer in? För om vi vet nyckeln, om ämnesomsättning är typ av detta är nyckelfaktorn i åldrande, är det som har lett dig till att forska om fasta?

WILL MAIR: Tja, fastelänken går tillbaka till denna idé om evolution. Så det finns ett slags berömt citat inom vetenskapen att ingenting är vettigt i biologin förutom i ljuset av evolutionen. Och när du tänker på vilket arbete människor som jag försöker utföra, försöker vi hitta, finns det inneboende växlar i en person, i en organism, som du kan kasta, som kan förändra den åldrandehastigheten? Så vad gjorde dessa flugor för att lyckas förändra sin inneboende biologiska åldringshastighet?

Och så när du tänker på evolution och vad som gör ett bättre djur, vanligtvis lever det snabbt, är att dö ung det bästa sättet. Det är viktigt att bli energisk, växa snabbt, fortplanta sig och alla dessa saker. Det finns ingen fördel med att bromsa ditt åldrande under normal evolution, för du dör faktiskt inte av ålderdom, du dör av olika saker.

Så vad vi vill tänka på är, var skulle det finnas fall där det faktiskt är fördelaktigt att bromsa åldrandet? Och fasta är en av dessa saker. Om du tänker på en situation där tillgången på mat har minskat, är nu plötsligt det bästa tillvägagångssättet, det som verkligen skulle öka dina chanser att överföra dina gener till nästa generation, vilket i praktiken är allt evolutionen försöker göra, faktiskt att tänka på, ja, nu är inte en bra tid att reproducera. Tänk om vi saktar ner åldrandet hos individen och försöker se ut de svåra tiderna tills maten kommer tillbaka, och sedan kan du börja om igen.

Så faktiskt, det är därför vi är intresserade av att fasta, för när du inför det i en laboratoriemiljö är det vad vi verkligen ser. Du ser plötsligt, ett djur upp reglerar alla dessa olika kapaciteter för att bibehålla sin stressresistens, sin sjukdomsresistens, faktiskt.

Så om du ger ett djur mindre mat och sedan tittar på sjukdomsutfallen är det otroligt slående. De får cancer i senare ålder. De blir skyddade mot neurologiska störningar. Så flera olika kroniska tillstånd som inträffar med ålderdom skyddas när du minskar matintaget, och det är verkligen inte fördelaktigt att leva snabbt och dö ung. Nu är det bättre att sakta ner lite och vänta.

Så det är därför vi är intresserade. Det är ett av de bästa sätten att framkalla denna plasticitet av åldrande, är att titta på moduleringen mellan näringsintag och åldrande risk.

NOAH LEAVITT: Och så du har nämnt vad några av dina nyckelresultat har varit. Det jag tycker är intressant är i ditt labb, du använder en C elegans mask. Och av allt jag förstår är det, antar jag, en riktigt kraftfull del av forskningen. Så varför har du valt att använda den masken, och kanske vad gör det möjligt för dig att göra när du studerar något som kostrestriktioner?

WILL MAIR: Det gör vi. Vi använder denna nematodmask, som är ett mycket mikroskopiskt, två millimeter långt djur som lever i komposten i marken. Och den lever överallt. Det är inte en patologisk nematodmask som bor inuti dig. Den lever fritt i jorden.

Och anledningen till att vi använder den är faktiskt för att denna nematodmask var central för att verkligen starta fältet för molekylärbiologi för åldrande. Så när du tittar på upptäckter inom grundläggande vetenskap kommer mycket av det vi vet om mänsklig biologi inte från att studera människor. Så vi vet mycket om biokemi från att studera jäst i labbet. Vi vet mycket om genetik från att studera fruktflugor.

Och för åldrande, mycket av det vi vet om hur du kan modulera åldringshastigheten med ett ingrepp kommer från denna speciella lilla mask, där någon på 󈨞-talet gjorde ett experiment där de letade efter enstaka genetiska manipulationer som kan bromsa åldrandet frekvensen av ett djur. Och dessa djur är otroligt lätta att manipulera i labbet. Huvudsaken är att de åldras väldigt snabbt. Så de lever och de dör om ungefär två veckor, och under den tiden kan du verkligen observera och studera åldrande i realtid.

Och det som visades var att om man modulerar en viss gen hos de djuren så ändrar man dess funktion, nu istället för att leva och dö på ungefär två veckor, skulle de verkligen bromsa åldringshastigheten och leva ungefär fem veckor. Och de levde inte tre veckor extra i ett eländigt liv i ett åldrigt tillstånd. De såg mycket mer ungdomliga ut på äldre dagar.

Och så det var en riktigt slående slutsats och observation. Men naturligtvis är ingen intresserad av att få maskar att leva länge. Det som verkligen var viktigt är att under de kommande 15, 20 åren av det fältet, visades samma genetiska väg som bromsade den här lilla maskens åldringshastighet av andra forskare, faktiskt i labbet där jag doktorerade i England, för att bromsa åldern på en fruktfluga, och sedan i en mus. Och så går vi upp i den här kedjan.

Och nu, i den här eran där vi verkligen kan titta på– med den kraftfulla och beräknings- och sekvenseringskapacitet vi har nuförtiden– titta på mycket friska åldrande människor, alltså hundraåringar, och fråga, vilka förändringar i generna hos dessa hundraåringar. skillnad på enbart dödliga som jag själv? Det som verkligen var slående var att vi såg förändringar i samma vägar som modulerar åldrandet hos den nematodmasken.

Så det här är verkligen vad vi gör inom grundläggande vetenskap, kan vi gå bakåt och framåt mellan snabba, billiga upptäckter i ett enkelt system, hitta något och sedan fråga, OK, hur relevant är detta för biologi? För det som verkligen är slående är att en nematodmask som lever två veckor i mitt labb har cirka 20 000 gener. Du och jag har ungefär 22 000 gener. Vi är inte så olika genetiskt. Vi är klart mer komplicerade, men du kan lära dig grundläggande biologi om människor genom att titta på den grundläggande biologin för dessa enkla system.

NOAH LEAVITT: Så när du hittar något i masken, vad händer sedan? Vilka är nästa steg i forskningsprocessen för labbet?

WILL MAIR: Så det är en riktigt bra fråga. Så det vi vill göra är att fråga, om vi kan använda detta snabba och billiga verktyg för att hitta ny biologi, nästa nyckelsteg är att fråga om den biologin är relevant för just de maskarna eller om de är relevanta för däggdjurens hälsa. Och så det skulle vara nyckeln till nästa steg.

Så ta ett exempel på vårt arbete förra året med detta RNA-skarvningsmaskineri. Nästa steg är att använda den upptäckten. Du kunde bara ha gjort den upptäckten i ett snabbt system som nematodmasken. Du kunde inte ha gjort de där experimenten i ett däggdjurssystem.

Men när vi väl gjorde den grundläggande upptäckten, då skriver vi bidragen, och som tur var fick vi just finansiering av American Federation of Aging Research för att titta på detta i däggdjursceller och i murina modeller. Så att du gör den snabba upptäckten av nya saker i ett enkelt system– inte så enkelt men, du vet– i ett snabbt system, åtminstone, i ett billigt system, och sedan tar du det, så att du selektiv ut alla& #8211 du kan ställa så många olika frågor i ett enkelt system, och sedan hittar du en som är riktigt spännande, och sedan tar du den och tittar i ett mer komplicerat däggdjurssystem.

Så det här är precis vad vi gör med skarvningsprojektet nu, men vi kunde inte ha gjort den upptäckten för att ens ställa den frågan, vi skulle inte ha vetat var vi skulle leta, om vi inte hade börjat med den här nematodmasken som bor i din kompost.

NOAH LEAVITT: Det är verkligen intressant. Så på sätt och vis, som du sa, kan du göra det hur som helst. Du kan hitta något i nematodmasken och sedan skala upp det, eller så kan du titta på ett framgångsrikt åldrande av vilken människa som helst och sedan arbeta baklänges och försöka lista ut kanske vad som händer genetiskt.

WILL MAIR: Så den andra punkten är riktigt spännande. Och så det är en ganska udda position att ha en genetiker som arbetar på nematodmaskar på en skola för folkhälsovård. Så när jag sökte fakultetstjänster var detta den enda folkhälsoskolan jag sökte till. Resten var medicinska skolor, genetikavdelningar. Anledningen till att jag gjorde det är att vi är en mycket unik skola för folkhälsa och vi har denna stora grundläggande vetenskapskomponent.

Och vad jag skulle vilja göra är att göra exakt det du föreslår. Så det tidigare dekanusmantrat var att vi tittade på folkhälsa och gener till världen. Och det är en underbar sak, och vi kan studera åldrande på genetisk nivå och på grundvetenskaplig nivå, och sedan den human- och samhällsvetenskapliga nivån.

Men vad vi typ kan snurra nu är att vi verkligen kan gå från jordklotet, till generna och sedan tillbaka igen. Så nu i denna enorma, spännande tid, där vi har framsteg inom beräkningskapacitet, och maskininlärning, och mänsklig genetik, och inom genomteknik, kan vi ta saker som vi ser och vi observerar i mänskliga populationer, göra dessa modifieringar, se vad de gör mekanistiskt i labbmiljön och går sedan tillbaka.

Så målet, framåt, är att verkligen integrera båda sidor av dessa data, vad vi kan lära oss från mänskliga studier, vad vi kan lära oss från näringsstudier på människor, ta det tillbaka till labbet och gå bakåt och framåt. Och jag tror att detta verkligen är en enorm styrka för vår skola här och vad vi verkligen försöker göra under de närmaste åren och gå vidare.

NOAH LEAVITT: Och här är vad du hittat hittills. Vilka är, antar jag, några av de största potentiella fördelarna med kostrestriktioner, och jag antar, finns det några nackdelar? Och hur försöker man balansera dessa två?

WILL MAIR: Så jag tror att det är helt sant. Så dietrestriktioner är detta mycket kraftfulla tillvägagångssätt för att öka den tid ett djur kan leva och dess skydd mot sjukdomar, men det finns många nackdelar med att göra dietrestriktioner.

En av de stora är att den är ganska olycklig. Du skulle vara ganska hungrig många gånger. Det är inget jag skulle förespråka att jag personligen skulle göra. Så det är ett tufft livsstilsbeslut om du skulle försöka göra det själv, men också för att det finns faktiska biologiska, fysiologiska skadliga effekter av dietrestriktioner, så allvarlig viktminskning, och när det gäller människor, många olika– problem med undertryckt immunförsvar och olika saker.

Så vad vi verkligen är intresserade av att göra är att försöka förstå, kan vi koppla bort de fördelaktiga effekterna av förändringar i kosten på människors hälsa, och på hälsan i allmänhet, från dessa negativa fysiologiska effekter? Och för att göra det behöver vi verkligen förstå vilka molekylära sensorer, i cellerna och i våra kroppar, som verkligen översätter förändringarna i maten som kommer in till produktionen av åldrande och sjukdomsresistens?

Så vi har börjat göra det i labbet, faktiskt, och hitta speciella molekylära mål som är selektiva för åldrandeeffekterna av kostrestriktioner. Och nu börjar vi sedan bygga upp dem och frågar, ja, vad gör de, och kan vi hitta sätt att manipulera dem direkt? Och så det är ett väldigt viktigt mål

Jag tror att man länge trodde att man behövde de negativa effekterna för att få de gynnsamma effekterna. Jag tror att det verkligen har störtats under de senaste två eller tre åren, vilket är en spännande väg för forskning.

NOAH LEAVITT: Och hur skulle en potentiell terapi se ut när du kan komma på det bästa sättet att få fördelen utan dessa negativa effekter?

WILL MAIR: Tja, så jag tror att för alla slags terapeutisk behandling på lång sikt måste vi identifiera mål. Det är i slutändan vad vi vill göra. Om inte kostförändringar verkligen blir något som alla vill ha för hälsofördelar, tror jag att det i slutändan kommer att finnas människor som jag som fortfarande vill ha din tårta och äta, eller hur.

Så då måste vi förstå, finns det terapeutiska effekter vi kan använda som kan utnyttja några av dessa mekanismer till fördelar? Så vad vi kommer att behöva göra, och börjar göra, i fältet är att identifiera de molekylära växlarna i celler som verkligen känner av energi och sedan översätter det till sjukdomsskydd. Och när vi väl har identifierat dessa mål och vi kan visa den evolutionära kedjan att dessa fungerar i däggdjursceller och i mänskliga celler, och potentiellt skulle ha fördelar för människors hälsa, då måste vi samarbeta med våra läkemedelskollegor och sedan göra drogmål för att designa dessa saker.

Och det här är något som vi redan börjar göra inom åldrandeområdet. Vi har små molekyler som du kan mata till försöksdjur och rekapitulera de fördelaktiga effekterna av en låg kost, utan att ge dem en låg kost. Frågan är, kommer de att översättas till fördelar för människors hälsa? Och de studierna pågår. Och framkallar de också några av dessa negativa biverkningar? Och jag tror att det är en stor fråga som är väldigt öppen för tillfället och som vi aktivt försöker arbeta med.

NOAH LEAVITT: Så du nämnde självklart att det skulle vara bra om alla bara kunde göra kostförändringar. Och jag tycker att det är intressant, eftersom intermittent fasta har blivit denna enormt populära trend nyligen. Finns det några bevis för att fördelarna som du har sett i djurstudier översätts till människors hälsa? Jag menar, och vilket arbete måste fortfarande göras för att, antar jag, komma till den punkt där vi skulle kunna göra några uttalanden om intermittent fasta och människors hälsa?

WILL MAIR: Så jag tror att det alltid finns ett enormt intresse för olika kosttrender, och vi spenderar mycket av vår tid på att diskutera detta för tillfället. Intermittent fasta är en, det finns tidsbegränsad matning, det finns dietrestriktioner, ketogena dieter.

Och jag tror att det som är klart är att när man tänker på olika kulturer inom mänskligheten, i många olika kulturer och religioner, så har det alltid funnits någon koppling mellan en fasteperiod. Och om du ser något hända många gånger, är det troligtvis troligt att det verkligen ligger något i det. Och jag tror att det är tydligt att några av effekterna vi ser av fasta i modellsystem i labbet, det finns data som nu tittar på typ av mänskliga interventionsförsök, där man försöker ge en kort period av fasta och titta på hälsoresultat, och de ser en viss fördel.

Vad jag tycker från mitt arbete är intressant, och vad vi försöker göra i labbet, är att jag personligen inte prenumererar på tanken att det kommer att finnas en diet som är den universella hälsokosten för alla. Vi vet från arbete i labbet att olika genotyper, olika kön reagerar väldigt olika på olika näringsinsatser. Och det finns en del som alltid, det finns en del biologi som ligger bakom det.

Så vad mitt labb verkligen är intresserad av att göra är att försöka förstå, hur kan vi förutsäga i förväg vad som kommer att bli kostingreppet som kommer att gynna en viss genotyp, en viss individ eller ett visst vilddjur. Och så vi arbetar väldigt nära med Jeff Miller på biostatavdelningen här för att kombinera metoder för maskininlärning, där du kan förstå denna enorma data, och den grundläggande vetenskapen i labbet, för att gå bakåt och framåt och titta på, OK, om vi ger samma kostingrepp till olika genotyper, olika individer, och vi ser ett annat svar, kan vi förstå mekanismen bakom det olika svaret? Och då kan vi antingen modulera det, med hjälp av saker som CRISPR och genommodifiering, eller mer spännande, ta något som vi bara vet är djurets arvsmassa, och förutsäga vilken rätt kostintervention, läkemedelsintervention kan vara?

Så därför, det är verkligen dit jag ser det här gå, snarare än att säga, OK, det är intermittent fasta du bör göra, eller det är tidsbegränsad matning, svaret kan vara annorlunda för mig och annorlunda för dig, eller hur . Så egentligen, vad vi behöver förstå är hur kan vi förutsäga en personlig medicins inställning till åldrande? Hur kan vi förutsäga vilken typ av intervention som skulle gynna olika genotyper? Och vi måste börja med arbete i labbet och bygga upp, som har fungerat så framgångsrikt tidigare.

Så ett av de andra projekten i labbet som jag tycker är riktigt intressant, när vi tänker på hur kosten påverkar sjukdomsrisk och åldrandegrad, är det verkligen vad djuret äter, eller är det vad djuret uppfattar att det äter? Så vi publicerade en artikel för två år sedan nu, eller för tre år sedan kanske, där vi faktiskt genetiskt modifierade en av dessa nematodmaskar så att energisensorn, som känner av hur mycket mat den äter, alltid “tänkte,’ 8221 i omvända kommatecken, att den åt mindre mat, eller hur.

Så när du modulerar den här energisensorn– och det här är samma protein som riktas mot metformin, som riktas mot om du inte åt frukost eller om du sprang mycket i morse, aktiveras detta. När vi aktiverade det enzymet i varje cell i djuret levde de länge. Även om de inte åt mycket, åt de fortfarande så mycket mat som de ville äta.

Och då ville vi fråga, ja, vad händer om vi ändrade nervsystemet så att nervsystemet, vad som uppfattar energiintag, trodde att djuret matades? Och det gjorde vi genetiskt också. Så vi hade den här organismen, den här arten i labbet, där kroppen faktiskt trodde att den matades och hjärnan trodde att det var kroppen trodde att den fastade, förlåt, och hjärnan trodde att den matades, och vi frågade vem som vinner ?

Och vinnaren var faktiskt hjärnan. Så faktiskt, uppfattningen om matintag övervann kroppens faktiska energistatus. Och så vi är verkligen intresserade nu av att testa detta i olika system. Och vad vi gör är när vi får arbete i nematodmasken, och detta är sant för skarvningsprojektet också, nästa steg är att ta det till mänskliga celler, ta det till en mer komplicerad modellorganism som musen, och fråga, stämmer det?

Och så om det är sant, börjar det verkligen tänka, ja, är det sätt vi kan lura våra kroppar att tro att de äter mindre, även om de inte gör det? Och det här är ett riktigt intressant forskningsområde, denna balans mellan uppfattning om födointag och faktisk födointag, och vad det kan betyda för fysiologi och sjukdomsrisk.

NOAH LEAVITT: Så bara en snabb uppföljning där, så vad du säger är att du i grund och botten är som, du skulle inte behöva vara dietbegränsad, men du kan lura din kropp att tro att du är dietbegränsad. Hur spelar näringsämnen in i det?

Så jag undrar är att något som du skulle utforska framöver, som för att jag antar att kostbegränsningar är en del av det, men om min kost är som kolhydrater kontra hälsosamt fett, menar jag, kanske de är det. 8217t är lika med. Så är det något som du har börjat titta på?

WILL MAIR: Tja, jag tror att det här kommer igenom till hur din kropp bearbetar de näringsämnen den tar. Egentligen har den bara två alternativ, antingen använder den dem eller så lagrar den dem, och den typen av akut reglering av hur den använder olika näringsämnen är egentligen vad vi menar med metabolism. Det finns många olika sätt att göra det på, och när du åldras tappar du förmågan att reglera det riktigt ordentligt. Så när du sedan gör fel val med dina metaboliter, så lagrar du dem antingen när du inte borde, eller så lagrar du dem på fel ställe, och det leder till sjukdomsrisk.

Vad din fråga handlar om är, händer det verkligen i, säg, en viss vävnad, som kanske är en fettlagringsvävnad? Är det vävnaden som gör valet, eller är hjärnan en del av beslutsprocessen?

Och vad vi vet är att det finns verklig, vad vi kallar, central reglering och metabolism. Hjärnan har enorma input om hur resten av kroppen hanterar sina näringsämnen. Och även olika vävnader kommunicerar med varandra för att modulera vad de gör som svar på olika näringsintag. Vi har arbete här av Hotamisligil-labbet, som tittar på olika lipidtyper som går mellan olika vävnader som kan påverka deras förmåga att hantera ämnesomsättningen och reglera ämnesomsättningen.

Så vad vårt arbete, om det vore sant och skulle hålla ut, skulle säga, att kanske den där centrala regleringen, hur hjärnan orkestrerar resten av kroppen, om det blir fel med tiden, eller om du kan få det tillbaka i schack , kan du faktiskt återskapa de rätta besluten i ett gammalt djur, och sedan kanske få det att få ett friskare tillstånd. Så egentligen skulle näringsämnena bearbetas på ett mer ungdomligt sätt. Du skulle återfå den homeostasen och ämnesomsättningen genom att styra denna centrala ledare.

Om du tänker på orkestern, så är det verkligen, är det instrumenten som spelar fel låt, eller är det dirigenten som gör fel? Och vårt arbete skulle tyda på att det kanske var konduktören. Så om du kan få den ena personen tillbaka i schack, så kan du kanske återigen gå tillbaka till denna idé om, finns det ett enda terapeutiskt medel, eller ett enklare sätt att få tillbaka ett mycket komplext system? Och så det är en sak som vi verkligen är glada över att utforska.

NOAH LEAVITT: Det är verkligen fascinerande. Jag menar, antar jag, är det förvånande för dig att fältet har nått denna punkt där det är något som realistiskt sett skulle kunna vara möjligt? Jag antar, har det förvånat dig? Eller när du doktorerade för 17, 18 år sedan, är det här något du verkligen föreställde dig?

WILL MAIR: Jag vet inte att jag var så profetisk som doktorand, men jag kommer att säga ja. Men jag menar, jag tror, ​​så jag menar, åldrandeforskning, det är en mycket intressant vetenskap att arbeta med, eftersom den är så personlig för alla. Vi åldras alla. Vi ser alla nu, släktingar som lider av dessa fruktansvärda, försvagande kroniska sjukdomar i hög ålder, vilket betyder att det finns ett stort intresse för detta område.

Och folk, verkligen när de blir äldre, så fyller jag 40 i år. Jag börjar redan känna ålderstecken. Så du börjar tänka på din egen dödlighet. Och så det finns ett stort tryck för att hitta dessa ingrepp.

Och jag tror att det som är förvånande för mig är att dessa inledande studier där vi använde dessa enkla genetiska system som dessa nematodmaskar, som var riktigt coola, vetenskapligt och verkligen slående och gick emot allt evolutionsbiologer skulle ha förutspått, att du kunde göra en sak och ha en sådan effekt på åldrandet, att det verkligen har översatts till det här otroliga sättet, att ha dessa delade bevarade åldrandemekanismerna. Och jag tror att kostrestriktioner är något som är en djupgående fenotyp, för att använda ett bättre ord, djupgående effekt vi ser i labbet som är riktigt slående, och det är verkligen svårt att ignorera

Om du har nästan vilken sjukdomsmodell som helst, i en mus, säg i ett laboratorium, är det bästa sättet att fixa det vanligtvis bara att ge musen mindre mat. Och detta kopplar verkligen ihop det vi ser i samhället. Jag menar, när vi pratar om att medellivslängden ökar över hela världen med tiden, så vet vi faktiskt att den i olika stater i Amerika inte ökar lika snabbt som på andra platser. Vi vet att fetma och metabolisk dysfunktion kan leda till en ökad risk för åldranderelaterade sjukdomar hos människor som är ganska unga, inte bara diabetes, utan även neurologiska störningar och cancer.

Så det finns ett tydligt intresse hos allmänheten för kopplingarna mellan både ålder och sjukdom, och näring och sjukdomsrisk. Så därför är detta något som blir det driver vetenskapen ännu längre, och jag tycker att det är en fantastisk sak.

NOAH LEAVITT: Och jag tror att du berörde det där, men jag skulle vara intresserad av hur du ser på att koppla ditt arbete till folkhälsa i allmänhet, oavsett om det handlar om näring, eller kanske det är att underskatta sociala bestämningsfaktorer för hälsa. . Som du nämnde menar jag, medellivslängden kan variera beroende på geografi. Så hur ser du ut för att ta det du gör i labbet och sedan arbeta med andra, inom olika discipliner inom folkhälsan, framöver?

WILL MAIR: Så vi börjar göra det, som jag nämnde. Vi har lite arbete att försöka och vad vi skulle vilja göra är att röra oss i dessa iterativa cykler mellan arbete med mänskliga populationer, på big data, på genetisk epidemiologi, på nutrition. Det finns människor på skolan som har enorma datauppsättningar om olika patienters svar på metformin, som är ett läkemedel som används för att behandla typ 2-diabetes. Ett av målen indirekt– men en av sakerna som metformin gör är att aktivera samma gen som vi använder i vårt labb för att få djur att leva längre. Det är en gen som aktiveras under träning.

Så det finns den här delade biologin som kopplar ihop alla dessa olika saker. Och vad vi behöver börja göra är att ta det och göra den här cykeln där vi går bakåt och framåt, och verkligen skapa kopplingar till de människor som arbetar med näring och sjukdomsrisk, de människor som arbetar med metformin på åldrande befolkningar, och gå, titta , nu kan vi verkligen testa kausalitet.

Vad vi verkligen vill göra är att inte bara sluta med denna mängd studier av, den här genvarianten finns oftare på ett ställe än på ett annat, och se, vi kan ta det och vi kan återskapa den varianten i lab, förklara det, försök förstå biologin och sedan ta tillbaka det för att kanske åstadkomma förändring i vad vi gör i samhällskunskap. Så jag tycker att det är en mycket spännande tid nu att föra samman dessa olika områden, och det här är en unik plats att göra det här.

NOAH LEAVITT: Vilka är dina största obesvarade frågor? Vilka är de största frågorna som du, antar jag, är mest passionerad eller upphetsad över att svara på under de kommande åren?

WILL MAIR: Så en av dem berörde jag tror jag. Så vi publicerade en artikel i Nature förra året som tittade på en process som kallas RNA-skarvning och åldrande.

Och i grund och botten, för att förklara i ett ganska enkelt koncept vad RNA-skarvning är, så när Human Genome Project pågick, var en av de mest överraskande sakerna vi hittade faktiskt, vi hade inte så många gener. Vi har som sagt ungefär 22 000 gener eller så. Men i själva verket, i våra kroppar, gör dessa gener sedan proteiner, och det finns hundratusentals proteiner. Och så gör vi denna mångfald genom att ta dessa gener och flytta dem till olika kombinationer så att du gör olika proteiner.

Och vi publicerade en artikel förra året som visade att detta komplicerade system, som kallas splitsning, alltså splitsning om de olika sekvenserna av gener, faktiskt kan gå fel i åldrandet och kan orsaka åldrande fenotyper, skyddas när man begränsar djuren genom kosten. Och faktiskt är en del av maskineriet som orsakar skarvningsprocessen direkt ansvariga för dietbegränsningseffekten, och om du riktar in dig på dem kan du få ett djur att leva längre utan dietrestriktioner.

Så det var ett coolt papper. Men begravd i början av den tidningen låg en databit som verkligen var intressant för mig. Så en var att vi kunde titta på unga djur, titta på de olika splitsningskombinationerna av en viss gen, och i princip tilldela en population av mycket unga– detta är nematodmaskar igen– djur i två olika populationer, en som hade de -reglerad kryddning och en som hade en ungdomlig skarvning.

Och sedan kunde vi åldra dem på ett blindt sätt. Och alla dessa djur har samma genom, de äter alla samma mat, de är alla i inkubatorn vid samma temperatur.Men vi kunde förutsäga vilka som skulle leva länge och vilka som inte skulle göra det, från denna ena splitsningshändelse i riktigt tidiga djur.

Så du kan verkligen– en av de mest nyfikna sakerna med åldrande är variationen i individer. Så även hos dessa nematodmaskar som hade samma arvsmassa, lever och åldras vissa och dör vid 13 dagar, och vissa lever och åldras och dör vid 22 dagar. Det är en stor skillnad. Och med den här skarvningsvarianten kunde vi förutsäga det. Så detta var nästan en biomarkör för förväntad livslängd.

Så det är cool biologi, men återigen, när vi tänker på bryr vi oss inte om maskar. Vi funderar på att översätta detta till terapi. Vad skulle det göra om vi kunde göra det för mig och dig? Jag menar, för mig, om du går, OK, Will, du fyller 40 i år, men verkligen, du fyller 50 biologiskt, eller verkligen, du fyller 30 biologiskt, jag kan vara glad eller ledsen över det och kanske träna lite mer, men egentligen, vad ska jag göra med den informationen?

Vad jag skulle vilja göra– och det är ett fokus för vårt labb som vi börjar göra. Vi letar efter finansiering för att verkligen bygga vidare på är att ta den sortens avläsningar och, som vi pratade om, kan vi sedan förutsäga om du kommer att svara på denna diet än en annan, på denna drog än en annan, denna genomiska intervention .

Och så vi vet att vi har många sätt i labbet, inte bara från vårt arbete, från många andra labb, för att få djur att leva länge. Däremot fungerar de olika i olika saker. Vissa sätt fungerar bara på män, vissa fungerar bara på kvinnor, vissa fungerar bara i hög ålder, ung ålder.

Så vad vi verkligen vill göra är att förutsäga, från någon inneboende, lätt att titta på utläst, vad interventionen bör vara, så vad den personliga anti-aging medicinen för en person eller en individ skulle vara. Och det är en riktigt spännande möjlighet som kräver integration av många discipliner. Det kräver enorm statistisk kapacitet, beräkningskapacitet, genomredigering, vilket vi plötsligt har haft den här revolutionen nyligen under de senaste tre eller fyra åren av CRISPR-genomredigering, vilket är underbart för att göra den här typen av frågor.

Så det är verkligen dit jag vill att forskningen ska gå, att verkligen gå– så snarare än att ha– just nu, saker vi gör för att få ett djur att leva länge motsvarar att behandla en 10-åring för Alzheimers, eller hur. Ingen av oss vill det. Vi vill ha något som vi kan översätta till ett terapeutiskt medel hos någon som är gammal, uppvisar en sjuk fenotyp, och kan vända några av problemen i den sjukdomen.

Och vi kan också förutsäga i förväg om det kommer att fungera eller inte. Det är en stor fråga, men det är en som verkligen är den spännande möjligheten för mig, och jag tror att vi faktiskt har sätt att göra det nu.

Det var vår intervju med Will Mair om vetenskapen om åldrande.

Och om du vill lära dig mer om hans labbs arbete, kommer vi att ha mer information på vår webbplats, hsph.me/thisweekinhealth.

Och det var allt för veckans avsnitt.

En påminnelse om att du alltid kan hitta oss på iTunes, Soundcloud, Stitcher och Spotify.

29 mars 2018 — Vi tänker ofta på åldrande som en oundviklig fysisk nedgång när vi blir äldre, våra kroppar bryts ner och sjukdomar börjar föröka sig. Men tänk om det inte var fallet? Tänk om vi kunde förändra hur vi åldras och göra våra senare år friskare och tillfredsställande? Det är frågan vi undersöker under vårt djupgående samtal med Will Mair, docent i genetik och komplexa sjukdomar. Mair’s Lab utforskar den grundläggande biologin i åldrandeprocessen – och försöker förstå varför vi är mer benägna att få kroniska sjukdomar när vi är gamla än när vi är unga. De försöker förstå vad som faktiskt går fel i våra celler och vävnader för att öka risken för åldersrelaterad sjukdom, och arbetar sedan för att hitta sätt att vända det. Det är fascinerande forskning som har potential att förändra hur vi tänker kring åldrande och åldersrelaterade sjukdomar.

Du kan prenumerera på denna podcast genom att besöka iTunes, lyssna på den genom att följa oss på Soundcloud och streama den på Stitcher-appen eller på Spotify.


Ett problem för Darwin: Varför åldras och dör vi snarare än att leva för evigt?

Ändå är åldrandet en uppenbar paradox för evolutionsteorin. Grundförutsättningen för evolution – naturligt urval – är att vissa slumpmässigt uppträdande egenskaper är bättre lämpade för överlevnad än andra. Individer med dessa preferensegenskaper kommer att överleva för att föra dem vidare till nya generationer. Bland människor är mental skärpa – förmågan att planera jakten och insamlingen – och fysisk skicklighet – förmågan att utföra jakten och insamlingen två av de mänskliga egenskaper som med stor framgång överlevde och utvecklades.

Men med åldrandet kommer demens och skörhet. Var är fördelen med det?

Leonid A. Gavrilov och Natalia S. Gavrilova i "Evolutionsteorier om
Åldrande och livslängd," (The Scientific World Journal, 2002) frågar hur det kommer sig att evolutionen leder till "så bisarrt skadliga egenskaper som åldrande och degenerativa sjukdomar i sena livet istället för evig ungdom och odödlighet. Hur kommer det sig att, efter att ha uppnått den mirakulösa framgång som ledde oss från en enda cell vid befruktningen genom födseln och sedan till sexuell mognad och produktiv vuxen ålder. det utvecklingsprogram som bildas av biologisk evolution misslyckas ens med att upprätthålla prestationerna av sitt eget arbete?"

Gavrilovs pekar på en annan evolutionär egenhet om åldrande. Helt uppenbart inträffar åldrandet långt efter den nödvändiga livslängden för att fortsätta vår art - "utom räckhåll för naturligt urval." För om det naturliga urvalet – på något förenklat sätt – är kampen för att fortplanta sig, så är det jobbet gjort decennier före de skadliga effekterna av åldrandet.

För år sedan deltog jag i en föreläsning av evolutionsbiologen Richard Levins där han noterade att människor behöver ha en förväntad livslängd på endast tjugofem för att säkerställa artens fortsättning. Vi är väl rustade att fortplanta oss som tonåringar, och en förväntad livslängd på tjugofem lämnade oss med tillräckligt många unga äldre för att föra över hela mängden kultur som behövs för att överleva och utvecklas på den afrikanska slätten till vår nuvarande biologiska form. Inte bara ålderdom utan medelålder verkar vara totalt irrelevant för överlevnad.

Medupptäckaren av naturligt urval, Alfred Rusell Wallace, antog "programmerad död" som en förklaring till åldrande, ". När en eller flera individer har tillhandahållit ett tillräckligt antal efterföljare de själva, som konsumenter av näring i en ständigt ökande grad, är en skada för dessa efterträdare. Det naturliga urvalet sårar därför bort dem."

Det här påminner mig om boken, pjäsen och filmen "On Borrowed Time", där en man fångar döden i ett träd. Men han kommer att se konsekvenserna av att ingenting dör - individer som lider av oförminskad smärta och knappa resurser för alla. Så småningom släpper han döden ur trädet så att livets och dödens kretslopp kan fortsätta.

Åldrande presenterar vad Gavrilovs kallar ett "timingproblem", eftersom "Många manifestationer av åldrande inträffar efter reproduktionsperioden av utvecklande organismer i åldrar som ligger utanför räckhåll för naturligt urval."

Och de föreslår två – inte ömsesidigt exklusiva – evolutionsteorier för att förklara åldrandet.

Mutationsackumulationsteorin förkroppsligar idén att även om egenskaper som är relaterade till åldrande – vi reproducerar år innan vi åldras – inte väljs ut för överlevnad, så väljs de inte ut mot dem. En mutant gen som dödar barn kommer inte att föras vidare till nästa generation, men en negativ gen – t.ex. Alzheimers sjukdom – kommer att vara neutral för naturligt urval. Med tiden kommer dessa gener inte bara att föras vidare till framtida generationer, de kommer att överleva och ackumuleras i den mänskliga befolkningen.

Relaterad till mutationsackumulering är den antagonistiska pleiotropi-teorin, som är tanken att vissa gener som har ett överlevnadsvärde för reproduktion har negativa effekter inom sig när vi åldras. Pleiotropa gener har mer än en effekt - i åldrande, antagonistiska effekter. Anta att det fanns en gen som främjar tillväxten av kalcium. Detta är bra i ungdomen. Starka ben främjar överlevnaden för jägare-samlare som utvecklas, men förkalkning främjar artrit i hög ålder. Det som är bra för reproduktionen är kanske inte bra för livslängden.

Bakom allt detta ligger tanken att i den miljö där människan utvecklades var åldrandet i sig inte en normal del av människans livscykel. Så sent som på medeltiden var människans förväntade livslängd bara ungefär Richard Levins ålder som var nödvändig för artens överlevnad - omkring 25.

Vi åldras tydligen eftersom generna för åldrande antingen är neutrala för naturligt urval eller de negativa biverkningarna av gener som tidigare i livet främjar överlevnad och reproduktion.

För vetenskapen är åldrandet faktiskt ett nytt fenomen som är – så att säga – i sin linda.

I framtida inlägg kommer jag att gå bortom evolutionen och titta på några av mekanismerna för åldrande – oavsett deras biologiska ursprung.


RELATERADE ARTIKLAR

Vissa evolutionära forskare tror att denna ålder kan vara så hög som 120 år 2050.

Mr Last hävdar att människor också kommer att visa försenad sexuell mognad, enligt en rapport av Christina Sterbenz i Business Insider.

Detta hänvisar till något som kallas livshistorieteori som försöker förklara hur naturligt urval formar viktiga händelser i en varelse liv, såsom reproduktion.

Denna förändring är så betydande, säger Mr Last, att den är jämförbar med förändringen från apor till människor. "Dina 80 eller 100 kommer att vara så radikalt annorlunda än dina morföräldrar," hävdar han

Mr Last förutspår att 2050 kommer människor att leva betydligt längre, robotar kommer att ersätta okvalificerade jobb, kvinnor kommer att få äldre barn och människor kommer att ha mer tid att engagera sig i kulturella aktiviteter

Det tyder på att när hjärnans storlek ökar behöver organismer mer energi och tid för att nå sin fulla potential, och därför reproducerar sig mindre.

Istället för att leva snabbt och dö ung, tror Mr Last att människor kommer att leva långsamt och dö gamla.

"Det globala samhället är för närvarande en fullständig röra", sa han till MailOnline. "Men i kris finns det möjligheter, och i apokalyps kan det bli metamorfos.

Så jag tror att nästa system som mänskligheten skapar kommer att vara mycket mer sofistikerat, rättvist och rikligt än vår nuvarande civilisation.

"Jag tror att vårt nästa system kommer att skilja sig lika mycket från den moderna världen som vår samtida värld är från den medeltida världen."

"Den biologiska klockan kommer inte att finnas kvar för alltid", tillade han och sa att folk kunde pausa den ett tag med hjälp av framtida teknik.

Och förutom att ha fler barnfria år för att njuta av fritiden, tror Mr Last att artificiell intelligens kommer att kompensera behovet av lågkvalificerade jobb. Hans åsikter skrev en artikel med titeln "Human Evolution, Life History Theory, and the End of Biological Reproduction" publicerad Current Aging Science

Förändringen sker redan. I dag har medelåldern då en kvinna i Storbritannien får sitt första barn stigit stadigt på 29,8.

I USA föddes bara en procent av de första barnen till kvinnor över 35 år 1970. År 2012 steg den siffran till 15 procent.

"I takt med att länder blir socioekonomiskt avancerade har fler och fler människor, särskilt kvinnor, möjlighet att engagera sig i kulturell reproduktion", tillade Mr. Last.

Och förutom att ha fler barnfria år för att njuta av fritiden, tror han att artificiell intelligens kommer att kompensera behovet av lågkvalificerade jobb.

Vi kan också spendera mycket tid på att leva i virtuell verklighet. "Jag är inte helt säker på att de flesta människor verkligen har internaliserat implikationerna av denna möjlighet", sa Mr Last.

Hans åsikter är detaljerade i en artikel, med titeln "Human Evolution, Life History Theory, and the End of Biological Reproduction" publicerad Current Aging Science.

MÄNNISKOR KOMMER ATT TÄVLA MED DROIDER OM JOBB 2014.

År 2040 kommer hytter att köras av Googles robotar, butiker kommer att bli showrooms för onlinebutiker och callcenter kommer att bemannas av intelligenta droider.

Det är scenariot som skildras i nyare forskning som tyder på att robotar kan ta över våra liv och jobb om mindre än 30 år.

Konkurrensen om arbete orsakad av en ökning av robotpopulationen kommer att se oss på väg till kirurger för "ytterligare processorkraft för våra hjärnor", hävdar de.

Vi kan också begära bioniska implantat för våra händer som gör att vi kan utföra uppgifter lika snabbt som vilken maskin som helst.

Futurologer, på uppdrag av den globala jobbsökningswebbplatsen xpatjobs.com, säger att arbetare kommer att ha mindre anställningstrygghet och kommer att arbeta mer osociala timmar.

De som tar dessa risker och innoverar med sin egen kropp kommer att vara de största inkomsterna år 2040, hävdar de.

Studien tillade dock att arbetare kan lämnas med dålig syn, mindre könsorgan och ständigt rynkade ögonbryn när de kämpar för att leva upp till 2000-talet.

Studien förutspår att år 2050 kommer en typisk manlig arbetare, 35 år, att ha röda ögon, en mindre penis, en större hjärna, avancerade språkkunskaper och bioimplantat för att förbättra sin prestation


Titta på videon: Det nya åldrandet Är 70 det nya 50? - föreläsning med Hanna Falk Erhag (Augusti 2022).