与衰老相关的转录组失衡是长度驱动的系统失衡的结果
衰老过程表现为体内平衡、细胞功能和生理过程的下降。 确定脊椎动物衰老的共同原因的努力充满了挑战。 例如，虽然已经记录了数百种 mRNA 在不同组织和物种中的表达水平差异，但结果并不一致。 我们使用无监督机器学习3 -5 分析了 17 个小鼠器官和 51 个人体器官的年龄分辨转录组数据，以确定随着年龄增长差异表达基因最能提供信息的结构和调控特征。 我们描述了一个以前未知的现象：转录组中系统性的、年龄依赖性的、长度驱动的失衡破坏了短转录物分子和长转录物分子之间的稳态。 这种情况发生在人类、小鼠、大鼠和鳉鱼身上。 在健康衰老的小鼠模型中，我们还表明转录组中长度驱动的不平衡与剪接因子脯氨酸和谷氨酰胺 (Sfpq) 的表达相关，根据基因长度调节转录延伸。 我们还表明，环境危害和病原体可以引发长度驱动的转录组失衡。 我们的研究结果证实了衰老是系统稳态崩溃的观点，并为不同的侮辱如何同样影响年龄依赖性表型提供了一个合理的解释。
转录组能够对生物体经历的许多不同的分子和生理损伤做出快速、选择性和强烈的反应。 据报道，数千个基因的转录本会随着年龄的增长而改变。 然而，与基因调控的经典例子 2, 8 相比，大多数转录本的变化幅度非常小。 不同的研究之间也几乎没有一致意见。 我们的假设是，衰老可能与系统影响转录组的未表征过程有关。 我们预测该过程将整合各种环境侵害，每种环境侵害都具有分子上不同的特征，以促进与衰老相关的表型表现。
为了识别依赖于年龄的转录组变化，我们使用了一种无监督的机器学习方法3 -5。 为了实现这一目标，我们测量并调查了在 4-24 个月之间的 5 个不同年龄范围内在标准条件下饲养的 6 个生物复制品中 17 个小鼠器官的转录组（图 1A）。 我们检查了有关基因和转录本结构的信息以及调节分子结合的知识，例如转录因子 (miRNA)，以及调节分子结合的知识（图 1B）。 年龄依赖性倍数变化定义为特定年龄的转录本与 4 个月大的小鼠器官组织中相同基因的转录本的 log2 转换相对比率。 预测的倍数变化与捕获转录本丰度最可测量变化的模型的预期一致（图。正如捕获转录本丰度最可测量变化的模型所预期的那样，预测的倍数变化（图 S2 和 S3） .
来源和详细信息：
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/691154v1.full