文｜《中国科学报》见习记者赵婉婷

那是2023年春天的一个下午，戴大伟在分析数据时，发现了一个有趣的规律。

起初这个发现不被同事相信，也遭导师质疑，但他没有放弃。深入探究两年多后，他最终揭开了一层重要的表观遗传衰老面纱。

在小小的模式植物拟南芥中，戴大伟发现并解释了一种和人类高度相似的表观遗传衰老机制。这篇于2026年1月29日在线发表于Science的研究，除了戴大伟和导师Ben Williams，仅有一名研究生和一名本科生参与。

“我之前参与的研究，通常由不同领域的合作者相互配合完成。这次不同，我前期实验做得很快，后面我就尝试自己搞了。”戴大伟笑着讲述，他博士期间接受的都是分子生物学训练，一开始对生物信息学一窍不通，在linux系统中连如何进入一个directory（目录）都不知道。

戴大伟

“练手”中的意外发现

2019年底，从上海大学博士毕业的戴大伟前往美国佛罗里达大学Mark Settles课题组开始了他的博士后研究工作。但在2022年，Mark离开了课题组去了新的单位工作，课题组只得解散。

与其他课题组成员一样，戴大伟不得不寻找新平台继续研究。他从美国东海岸搬到西海岸，来到加州大学伯克利分校继续博士后研究工作。

他新加入课题组的研究方向，是表观遗传调控在植物发育和再生中的功能。戴大伟的研究对象也从单子叶植物玉米转变为双子叶植物拟南芥。所以，一切都得从头学起。

入组几个月后，在一次“练手”实验中，戴大伟检测了拟南芥三个不同发育时期叶片的全基因组DNA甲基化水平。

DNA常被誉为“生命的密码”，然而，基因组中全部的DNA碱基序列本身并不能完整揭示生命活动的全貌。除遗传信息外，细胞中还存在另一层精细而复杂的调控体系——表观遗传机制。DNA甲基化是其中最重要的形式之一。它通过在特定DNA碱基上添加甲基（–CH3）基团，实现对基因表达和遗传功能的动态调控。

过去很长一段时间里，很多人认为不同叶片的DNA甲基化水平基本相似。但戴大伟的分析显示，拟南芥叶片的全基因组DNA甲基化水平，在染色体的某一区域随年龄增长呈线性变化。

这有些出乎意料，他将结果呈现给导师Ben。Ben的第一反应是不相信：“你再回去好好检查一下，也许是实验操作出错了？”

其实，衰老课题对他们来说是有些陌生的，毕竟当时课题组的研究方向和衰老“毫不相干”。但戴大伟不服气。他花了两个多月的时间重复实验，重新分析大量公共数据，最终用“铁证”说服了Ben。

于是，他们决定将这一发现作为一项新课题，进一步深入探讨拟南芥叶片衰老进程中DNA甲基化的动态特征。

戴大伟与导师Ben Williams，他们手中的植物是拟南芥。

植物VS人类

当时，戴大伟曾激动地以为，自己是发现这一衰老规律的第一人。

然而，当他与Ben检索人类和哺乳动物衰老研究的文献时发现，早在2013年，人类DNA甲基化与衰老的线性关系就已被报道，且DNA甲基化程度随年龄的规律性改变，已成为最具特征及前景的衰老标志之一，也被称为“表观遗传时钟”（Epigenetic Clock）。

不过，他们很快就敏锐地发现，衰老研究绝大部分集中于动物模型，而哺乳动物衰老模型研究周期长且复杂，加之无脊椎动物衰老研究模型（如线虫）天然缺失DNA甲基化，这极大限制了对表观遗传时钟分子机制的深入研究。

尽管人类和动物衰老研究长期受到广泛关注且极具挑战性，但植物作为研究衰老机制的模型体系却相对较少受到重视。

戴大伟解释，动植物细胞的衰老过程存在根本差异，更何况，拟南芥的生命周期只有七八周，人们很难将其与哺乳动物漫长的衰老进程联系起来。

但拟南芥的绝妙之处也在于此。拟南芥较短的生命周期便于研究者快速、重复开展实验，而且植物可以再生器官与组织，这样就能将“个体年龄”与“器官年龄”区分开来。

在这项获美国国立卫生研究院（NIH）五年资助的研究中，戴大伟不仅发现拟南芥叶片的表观遗传衰老模式与人类高度相似，还建立了可精准预测叶片生物年龄的“表观遗传时钟”模型。

此外，基于前人对转录因子TCX5/6的重要研究，他发现，拟南芥的TCX5/6失去功能后，表现出“永远年轻”的表观遗传年龄。

戴大伟等发表的Science论文

戴大伟介绍，哺乳动物及人类中，恰恰存在和拟南芥TCX5/6的同源基因LIN54。“衰老是生命过程中不可逆转的自然现象，对人类健康有深远的影响。如果人类和哺乳动物体内的LIN54基因行使和TCX5/6类似的调控表观遗传衰老的功能，那将会是非常振奋人心的发现。”

“所以这真的是偶然发现，我还是很开心的。”戴大伟告诉《中国科学报》，如果自己在植物里的研究能为相关领域提供更多思路，是非常cool（酷）的事情。

当前，植物衰老的机制仍有很多可探究之处。比如，在拟南芥中发现的表观遗传衰老规律是否普遍存在于其他植物中？TCX5/6调控表观遗传衰老的分子机制是什么？戴大伟期待将这些问题带回国内，深入探究。

戴大伟（右一）与在实验室参与实践活动的高中生们。

在argue中探索真理

作为第一作者，这项研究绝大部分的工作由戴大伟完成，而“几乎所有的东西都是现学的”。第一次接触拟南芥与表观遗传学、第一次阅读动物衰老研究文章、第一次系统学习生信分析……

同时，这也是一个众人努力的成果，有来自同行与合作者的启发，也有在argue（争论）中形成的共识。

课题组里，几乎人人都爱徒步。

比如，戴大伟会与Ben不断“争论”实验结果的科学性，反复推敲模型的呈现形式，甚至会为了文章图片的配色争论。“基本上我跟他十次对话中，有五次都在跟他argue。”

他深信不疑的是，真理越辩越明。在充实自己知识体系的前提下，针对科学问题提出合理猜想，不断用证据理性去argue，就能不断完善研究。

除了“争论”之外，虚心听取他人的建议也很重要。

在2024年的一次部门月度大组会上，当他展示叶片衰老过程时，一位其他课题组的博士后质疑道：“你说它在衰老，我们怎么知道它真的在衰老？”

戴大伟记得自己天真地回答：叶片从绿变黄，这不就是在衰老吗？

但他随即意识到，对方并非在质疑衰老这一结论，而是质疑他论证的过程不够严谨。

他猛然意识到：“对啊，难道变黄就真的是衰老吗？是不是需要提供更严谨的分子证据？”

“就证实叶片的确在衰老这一个问题，我做了三个月实验，做了2000多个qPCR反应！”戴大伟回忆道。

这段小插曲让他认识到，在完成一篇科学论文时，必须做到有理有据。

戴大伟非常享受这种不断“争论”、用证据说话的过程。他强调，他们所有的“争论”建立在彼此尊重与信任之上。“我自己的感受是，在一个充满包容、充满尊重、充满热情的氛围中做科研，才会更容易出成果。”

Williams课题组合影

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adu2392

文中图片均由受访者提供