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为探究哺乳动物最大寿命潜力（MLSP）的基因组特征及其与生命史、形态特征的关联，研究人员分析 46 种哺乳动物基因家族大小与 MLSP 的关系，发现 MLSP 与基因家族扩张相关，且相关基因富集于免疫系统功能，为理解哺乳动物寿命演化提供新视角。
在神奇的动物世界里，哺乳动物的寿命差异极大。像一些鼩鼱，生命短暂不到一年，而人类最长能活过百岁，弓头鲸更是能存活超两百年。这种巨大的寿命差异背后隐藏着怎样的奥秘呢？一直以来，科学家们都在努力探寻影响哺乳动物寿命的因素。以往研究虽有一些发现，但仍存在不少问题。比如，虽然知道寿命与基因有关，可具体哪些基因在起作用，以及它们如何与其他因素相互影响，还不是很清楚。而且，之前的研究很少综合考虑各种因素，像身体质量、脑容量、妊娠时间等，这些因素可能会干扰对基因和寿命关系的判断。为了深入解开这些谜团，来自英国巴斯大学米尔纳进化中心、墨西哥国立自治大学等多个研究机构的研究人员，展开了一项关于哺乳动物最大寿命潜力（Maximum Lifespan Potential，MLSP）的研究。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解哺乳动物寿命演化提供了重要线索。
研究人员为了开展这项研究，运用了多种关键技术方法。首先，从 Ensembl 数据库获取 92 种哺乳动物的注释基因家族和 fasta 序列，并利用 Benchmarking Universal Single Copy Ortholog（BUSCO）工具评估基因组完整性，筛选出 46 种高质量基因组物种进行后续分析。接着，通过独立对比相关性评估表型特征之间的相关性，并使用系统发育广义最小二乘回归（PGLS）分析基因家族大小与生命史或形态特征之间的关联，同时进行 Benjamini - Hochberg 校正以控制多重检验错误率。此外，还进行了基因本体（Gene Ontology，GO）术语富集分析和衰老与长寿数据库富集分析，以探究相关基因的功能。
研究结果主要分为以下几个方面：
- MLSP 与基因家族扩张的显著关联：通过 PGLS 分析，研究人员发现共有 236 个基因家族在 MLSP 中呈显著扩张，仅有 1 个基因家族收缩。而且，他们还排除了因物种有效种群大小差异导致基因数量变化的干扰，确定 MLSP 与总蛋白编码基因数量并无显著关联。
- 相对脑容量的关键影响：研究发现，相对脑容量而非身体质量或其他生命史特征，会影响与 MLSP 相关的基因家族扩张。在纳入 MLSP 和相对脑容量的双预测 PGLS 回归模型中，确定了 267 个扩张的基因家族，其中 161 个与 MLSP 和相对脑容量均显著相关，这表明两者存在共同的进化路径。
- 免疫系统功能注释的富集：MLSP 相关基因和相对脑容量相关基因都显著富集了免疫系统功能注释，这表明免疫系统在决定哺乳动物寿命方面可能发挥着重要作用。
- 基因表达和可变剪接特征：在人类中，MLSP 相关基因的表达水平更高，产生的独特转录本数量也更多。不过，由于该分析仅基于人类数据，其结果在不同物种和组织类型中的普适性还需进一步研究。
- 与其他长寿相关基因的重叠分析：研究人员发现，MLSP 相关基因与之前研究中与衰老和长寿相关的基因存在显著重叠，尤其是在 DNA 修复和炎症相关基因方面，但在自噬相关基因方面则表现为显著缺失。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，他们确定了 236 个与哺乳动物 MLSP 显著正相关的基因家族，这些基因家族在免疫系统功能注释以及之前与衰老和长寿相关的基因中高度富集。这一发现表明，基因家族扩张可能在哺乳动物寿命延长的演化过程中发挥了重要作用。尽管该研究无法确定因果关系，即不能明确是基因家族扩张导致了寿命延长，还是寿命延长引发了基因家族扩张，或者是其他未知的分子机制在起作用，但研究结果仍然为后续研究提供了重要方向。未来研究可以进一步探究这些基因家族的具体功能，以及它们如何与其他因素相互作用来影响寿命。同时，考虑到 MLSP 作为衡量物种内在寿命极限的指标存在一定局限性，如最长寿个体可能是携带独特突变的异常值，有限的寿命记录可能导致 MLSP 更接近平均寿命而非真正的寿命潜力，以及记录个体的来源（野生或圈养）可能影响演化推断等，后续研究可以结合基于死亡率风险的人口统计学指标，更准确地揭示寿命的基因组基础。 总之，这项研究为我们理解哺乳动物寿命演化打开了新的大门，其发现的基因家族与寿命之间的关系，以及免疫系统在其中的重要作用，都为进一步探索生命奥秘提供了宝贵的线索。
