E很高兴他弯腰的尸体，病理学家乔治马丁在他面前思考了多样性。虽然他的尸体几乎总是属于老年人，但它们急剧变化。一个人会用息肉堆积肠道。另一个人的动脉用斑块堵塞。品种甚至存在于同一类型的疾病中。例如，β淀粉样蛋白沉积物在阿尔茨海默氏症的大脑中的位置显着不同。如果每种类型的疾病分享相同的潜在原因，那么因死原因而蹂躏的尸体应该看起来相似。但他们没有。“我从未见过两个人以同样老化的人，”马丁说。
马丁读了他可以衰老的一切。他特别感兴趣地观察，展示了如何从克隆酵母到人对双胞胎的生物体具有繁妙的不同寿命。其中一个更戏剧性的例子是微小蠕虫的报道，Caenorhabditis elegans.，即使蠕虫在遗传上相同并生活在相同的实验室周围，也可以在寿命中变化多达五倍。
生物学家知道环境中的机会如何（例如被公共汽车击中）影响寿命。他们了解遗传学机会的作用（例如亨廷顿疾病和某些癌症的遗传基因）。但现在似乎是动物年龄大的动物出现的第三个不确定性，导致他们以不同的方式变为年龄。研究人员只开始弄清楚随着时间的推移积累的生物波动的基础。当它们复制时，一些来自突变的突变导致细胞内的基因组。其他因素发生，因为分子的变化切断或激活基因。
细胞核内随机变异的位置很重要，这也可能是由偶然决定的。它们就像在蓝图上形成的小泪水，随着时间的推移，蓝图被草率地折叠、展开、再折叠。根据皱褶发生的地方，蓝图编码的建筑要么保持完整，要么变得容易倒塌。
就像一阵风进入玻璃店，机会决定了伤害的程度。
为什么进化会允许这种不稳定持续在我们的生物妆容中？现在马丁，现在为89岁的研究员研究了华盛顿大学老龄化的遗传基础，以及少数其他研究人员学习老化，推测有限的内部不确定性是有益的，因为它有助于动物适应改变环境。
这种概念适合更广泛的改变变化在演变中的重要作用：人口中个人的变异提供了自然选择选择的选择。毕竟，如果在动物通过其基因后发生自然选择可能会出现过多的变化，因为进化意识中的生存只意味着在下一代中的血统的生存。
正如马丁把它所说，“在我们制作婴儿之后，大自然不会对我们讨论。自然选择几乎已经消失了40岁 - 这就是老龄化的开始。“
虽然生物体内基因表达中的突变和波动可以提供自适应的福音，但它们在生命中变得有问题，因为突变积聚并且基因表达中的波动的宽度越来越宽。反过来，马丁说，这些机会摆动可能导致“老年疾病”，包括癌症和退行性脑病。
T哼断了我们的生活，机会通过微小的意外突变进入我们的身体。随着时间的推移，细胞中的细胞突变发生。在各个部门，在新的DNA中犯错误。参与DNA修复的基因通常固定这些突变 - 但如果足够的时间通过，那么在其中一个修复基因中将不可避免地发生错误。什么时候，恰恰是机会 - 尽管风险随着时间的推移而增加。但是，一旦发生这种错误，就会持续而不是固定的额外突变。同样，机会决定了在其中一个突变随机影响癌症的基因之前进入更多时间。
“想象一下，你正在DNA扔镖，”马丁解释道。“它可能会在你幸运的地方袭击 - 就像我一样，你活到89岁。或者你可能像我的后期妻子那样不幸，他们在大脑中开始死于侵略性的癌症。即使她的身体状况良好，她也被击中了一个占主导地位的笼子。“
并非所有癌症都是由机会引起的。2015年1月，生物统计学家和癌症遗传学家估计，大约三分之一的癌症病例可归因于从太阳光线到卷烟的环境因素的遗传缺陷和侵犯。其余的，他们写的科学，可能是由于随机内部事件等机会突变。
最近的研究表明，随着时间的推移，似乎可以忽略不计的效果的随机突变可能是一个问题。其中一些突变可能导致基因的表达方式变化。最先进的技术允许细胞生物学家分析单个细胞内基因表达的微小差异。当动物变老时，似乎身体内的遗传相同细胞在其基因的表达方面逐渐变得更加异常。
在2006年自然在研究中，研究人员监测了从6个月大的年轻老鼠和27个月大的年老老鼠的心脏细胞中提取的12个基因的表达。基因的激活是通过相应的RNA水平来解释的，因为RNA是基因和蛋白质之间分子途径的中间体。年轻小鼠细胞的RNA水平相对相似。然而，老年小鼠细胞的异质性增加。研究人员认为，这种不一致可以解释为什么年老的老鼠心脏功能较差。“这些结果强调了衰老过程的随机性，”阿尔伯特·爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的分子遗传学家简·维杰(Jan Vijg)和手稿的合著者总结道。
西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的分子生物学家罗杰·布伦特(Roger Brent)对此表示赞同。他解释说:“如果脊椎动物的高级功能依赖于器官或组织内的细胞群体以某种方式作出反应，那么突变意味着反应将不那么一致，这可能导致功能下降。”然而，科学家还没有证明这种噪音会导致心脏病等与衰老相关的疾病。Vijg怀疑确实如此，但他说证据并不容易获得。他解释说:“很难精确地说明细胞之间的变异是如何导致器官功能的丧失的。”
“在我们制作婴儿之后，大自然没有对我们讨论。”
超过60年前，C.H.Waddington预测，太多波动可能是有害的，并提出存在一种生物机制，使得在安全范围内保持波动。他创造了“Canalization”一词来描述保持稳定的能力。目前，马丁的实验室正在寻找维持稳态的基因。他的假设是在生活中稍后发生的这些细胞发生的事情，这增加了老年的分子“漂移”导致细胞对细胞变异。“这种漂移可能会在生殖年龄后自己的生活，”马丁说，“如果你在稳态的某个窗户之外漂移，你就不会回来。”
马丁说，他的研究表明，在老化期间“基因表达的漂移变得更大，”并且可以导致“准插入的”老年疾病。然而，他加入了添加，虽然存在随着年龄的年龄的基因表达的变化增加，但仍有待发现的精确机制。
与此同时，研究华盛顿大学学年相关疾病的研究员亚历山大孟恩纳州试图弄清楚哪些细胞和器官对增加不连贯最敏感的细胞和器官。“我们希望弄清楚偶然的休息时间，”他说。为了到达那里，他的实验室的研究人员会观察生活中的个体细胞C. Elegans.蠕虫可以了解线粒体，肌肉细胞，排泄细胞和其他组分分开的何时和方式。“一旦有哪些小区类型失败的数据，也许我们可以预测特定问题的可能性，”他说。
一个他们研究了细胞出现问题，生物学家也在学习个人内的变化可以是自适应的。虽然尚未证明不可遗传波动与益处之间的原因和效应联系，但在自然界的基因上相同的生物体中发生类似的权衡。生物学家称之为令人对冲偷窃想要坐垫对货币损失的投资者的一句话，所以将钱放在反对的结果中。
下注对冲的一个例子发生在单细胞的遗传上相同的群体中大肠杆菌细菌。许多微生物在暴露于抗生素时死亡，但它们之间的速度最慢似乎仍然存在。研究人员不知道是什么导致微生物克隆中基因表达的变异，但他们怀疑它已经持续了几代人，因为它有助于血统生存。有一些暗示癌细胞群体雇用赌注的暗示：快速分裂细胞似乎更容易受到化疗。
“偶然是研究人员必须处理的东西，无论是不是。”
同样，Mendenhall和其他人已经显示出遗传相同C. Elegans.蠕虫产生的“热休克”蛋白质的数量各不相同。这些特殊的蛋白质保护其他的蛋白质，所以它们不会在对癌症或高温的触发反应中变形或出错。那些产生更多热休克蛋白的后代更少，但比那些产生更多热休克蛋白的后代更能在环境压力下生存。门登霍尔说，这种变异可能会持续下去，因为它使一个种群中的蠕虫的生理多样化。他已经确定了控制信号系统的基因，他认为这些基因可能是变异的基础。
当许多研究人员考虑如何表达基因的表达变化或漂移，表观遗传学迅速思考。通过表观生物学，表达改变而不突变到包含基因的核苷酸。具体而言，表观遗传学与两个关键过程有关。一种组分涉及组蛋白蛋白，其在细胞核内的DNA线圈。这些线圈的紧张性暴露或隐藏某些基因，使它们是或未表达的 - 这种情况可以通过称为组蛋白修饰的过程中的“组蛋白因子”的结合来改变这种情况。第二个表观遗传成分涉及附着于DNA的甲基化合物，从表达 - 一种称为甲基化的方法激活或压制下面的基因。
在过去的十年中，科学家们已经记录了甲基化模式和组蛋白改性的变化，这些改性随着生物年龄而变化。因为这些改变导致基因表达中的偏差，一些研究人员称之为“表观遗传漂移”现象。
在2012年的报告中国家科学院的诉讼程序研究人员发现，103岁老人的DNA甲基化程度低于新生儿。而且不只是少一点:百岁老人的基因组上的甲基化点比婴儿少近50万个。在另一项研究中，研究人员将3岁的同卵双胞胎与50岁的同卵双胞胎进行了比较，这对同卵双胞胎在基因组中具有相似的甲基化和组蛋白修饰模式，而50岁的同卵双胞胎在甲基化、组蛋白修饰和基因表达方面存在显著差异。没有人知道这些不同的表观遗传修饰模式的影响是什么，它们只是表明表观遗传改变(已知改变基因表达)可能是基因漂变的原因。
一些外部原因是已知的，诸如吸烟的表观遗传变化。但年轻人和旧生物之间观察到的表观遗传漂移的庞大程度导致研究人员认为，其他因素在游戏中，包括那些随意作为被鸽子大便佩特的人随意的因素。“无论是研究人员是否喜欢它，都有机会是他们是否喜欢它，”Mendenhall说。“它不会如此简单的事情。”
与突变的逐渐积累一样，甲基化和组蛋白脱乙酰化可以改变不重要的基因的激活，或者决定DNA修复和癌症对照等重要过程的基因。就像一阵风进入玻璃店，机会决定了伤害的程度。研究人员发现证据证据损害可能导致我们与老龄化联系起来的疾病。例如，一些癌症在通常抑制肿瘤的基因通过甲基化静音时开始。
然而，科罗拉多州大学的分子生物学家汤姆约翰逊担心证据越少越多的证据如何在表述对老化的角度上的作用方面。没有记录的原因，基因表达的大多数变化仍然存在。更重要的是，约翰逊指出这一点C. Elegans.蠕虫根本不会显示甲基化，尽管他们的年龄的方式巨大，无法解释的变异。他不怀疑基因表达随着时间的推移而漂移 - 他的问题是表观遗传学作为主要的潜在原因。另一种潜在的机制可能是在合成期间和之后发生的变化。“我宁愿只打电话给[漂移]随机，而不是表观遗传，”他说，“因为当你说表想学时，你假装你知道发生了什么。”
在马萨诸塞州理工学院一年的物理专业的约翰逊从未被衰老的机会的干扰所震动。“你永远不能衡量一个原子的原因，因为在测量它时，”他说，“他说，提到了海森伯格的不确定性原则，这对精确度提出了限制。“你不能完全具体对任何东西，甚至是一个单独的原子。”
因为马丁和他的研究人员尚未确定老化机会的机制，任何提及在细胞层面处理老龄化的方法都将为早产。（“如果我们真的希望人们居住更长时间，我们将在我们的健康系统上工作，以便有普遍的关怀，”马丁急剧上讲。）仍然，科学家们绘了一个充分的机会局面。在生殖年龄和生殖年龄之前，随着达尔文显示，可变性可以帮助生物适应不断变化的环境并通过它们的基因。然而，在生殖年龄后，马丁和其他研究人员开始觉得变化变得越来越不佳。大自然确实是一个残酷的情妇。在与基本指示的方式上，让我们放弃了令人诉讼。
Amy Maxmen是一个屡获殊荣的科学记者，有一个博士学位。从哈佛大学的进化生物学中。她鹦鹉螺人类起源的特征在此之内2015年最好的美国科学与自然写作。
