โดยทั่วไปแล้ว พันธุศาสตร์ของการแก่ชรานั้นเกี่ยวข้องกับการยืดอายุขัยที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม มากกว่าโรคที่ทำให้เกิดการแก่ชราอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การลดอายุขัย

การกลายพันธุ์ครั้งแรกที่พบว่าช่วยเพิ่มอายุขัยในสัตว์คือ ยีน age-1ในCaenorhabditis elegansไมเคิล คลาสส์ ค้นพบว่าอายุขัยของC. elegansสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการกลายพันธุ์ แต่คลาสส์เชื่อว่าผลดังกล่าวเกิดจากการลดการบริโภคอาหาร ( การจำกัดแคลอรี่ ) ^{[ 1 ]}ต่อมาโทมัส จอห์นสัน แสดงให้เห็นว่าการยืดอายุขัยได้ถึง 65% เกิดจากการกลายพันธุ์เอง ไม่ใช่เกิดจากการจำกัดแคลอรี่^{[ 2 ]}และเขาตั้งชื่อยีนนี้ว่าage-1โดยคาดหวังว่าจะมีการค้นพบยีนอื่นๆ ที่ควบคุมกระบวนการชราภาพ ยีน age-1เข้ารหัสหน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยาของ phosphatidylinositol 3-kinase  (PI3K) คลาส I

หนึ่งทศวรรษหลังจากที่จอห์นสันค้นพบdaf-2ซึ่งเป็นหนึ่งในสองยีนที่จำเป็นสำหรับการสร้างตัวอ่อนระยะดอร์แวร์^{[ 3 ]}ซินเทีย เคนยอนได้แสดงให้เห็น ว่ายีนนี้ช่วยเพิ่ม อายุขัยของ C. elegansเป็นสองเท่า^{[ 4 ]}เคนยอนแสดงให้เห็นว่า ตัวกลายพันธุ์ daf-2ซึ่งจะสร้างตัวอ่อนระยะดอร์แวร์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 25 °C (77 °F) จะข้ามขั้นตอนการสร้างตัวอ่อนระยะดอร์แวร์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 20 °C (68 °F) และทำให้อายุขัย เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ^{[ 4 ]}ก่อนการศึกษาของเคนยอน เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าอายุขัยจะเพิ่มขึ้นได้ก็ต่อเมื่อสูญเสียความสามารถในการสืบพันธุ์ แต่หนอนตัวกลมของเคนยอนยังคงรักษาความสามารถในการสืบพันธุ์ที่อ่อนเยาว์ไว้ได้ รวมถึงยืดอายุความอ่อนเยาว์โดยทั่วไปด้วย การดัดแปลงพันธุกรรมในภายหลัง (การกลายพันธุ์ PI3K-null) ในC. elegansแสดงให้เห็นว่าสามารถยืดอายุขัยสูงสุดได้ถึงสิบเท่า^{[ 5 ] [ 6 ]}

พบว่า C. elegansกลายพันธุ์ที่มีอายุยืนยาว( age-1และdaf-2 ) มีความต้านทานต่อความเครียดจากออกซิเดชันและแสงยูวี [ ^{7 ] กลาย} พันธุ์ที่มีอายุยืนยาวเหล่านี้มี ความสามารถ ในการซ่อมแซม DNA สูงกว่า C. elegansสายพันธุ์ปกติ^{[ 7 ]} การลดระดับยีนซ่อมแซมการตัดนิ วคลีโอไทด์ Xpa-1ทำให้ความไวต่อแสงยูวีเพิ่มขึ้นและลดอายุขัยของกลายพันธุ์ที่มีอายุยืนยาว ผลการค้นพบเหล่านี้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าความเสียหายของ DNA มีบทบาทสำคัญในกระบวนการชราภาพ^{[ 7 ]}

การดัดแปลงพันธุกรรมในสายพันธุ์อื่นไม่ได้ทำให้อายุขัยยาวนานขึ้นมากเท่ากับที่พบในC. elegans อายุขัยของ Drosophila melanogasterเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า^{[ 8 ]}การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในหนูสามารถเพิ่มอายุขัยสูงสุดได้ถึง 1.5 เท่าของอายุขัยปกติ และมากถึง 1.7 เท่าของอายุขัยปกติเมื่อรวมกับการจำกัดแคลอรี่^{[ 9 ]}

ในยีสต์ เอนไซม์ฮิสโตนดีอะเซทิเลส Sir2 ที่ขึ้นอยู่กับ NAD + จำเป็นสำหรับการปิดกั้นการแสดงออกของยีนในสามตำแหน่ง ได้แก่ตำแหน่ง การผสมพันธุ์ของยีสต์ เท โลเมียร์และดีเอ็นเอไรโบโซม (rDNA) ในยีสต์บางชนิด การแก่ตัวจากการแบ่งตัวอาจเกิดจากการรวมตัวกันของโครโมโซมที่เหมือนกันระหว่างส่วนที่ซ้ำกันของ rDNA การตัดส่วนที่ซ้ำกันของ rDNA ออกจะทำให้เกิดวงกลม rDNA นอกโครโมโซม (ERCs) ขึ้น ERCs เหล่านี้จะจำลองตัวเองและแยกตัวไปยังเซลล์แม่ในระหว่างการแบ่งเซลล์ และเชื่อกันว่าส่งผลให้เกิดภาวะเซลล์แก่ตัวโดยการแย่งชิง (แข่งขันกับ) ปัจจัยนิวเคลียร์ ที่จำเป็น ERCs ยังไม่พบในยีสต์ชนิดอื่น (หรือแม้แต่ทุกสายพันธุ์ของยีสต์ชนิดเดียวกัน) (ซึ่งก็แสดงภาวะเซลล์แก่ตัวจากการแบ่งตัวเช่นกัน) และไม่เชื่อว่า ERCs มีส่วนทำให้เกิดความแก่ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่น มนุษย์ (ยังไม่พบว่ามีการสะสมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในลักษณะเดียวกับในยีสต์) มีการค้นพบดีเอ็นเอวงกลมที่อยู่นอกโครโมโซม (eccDNA) ในหนอน แมลงวัน และมนุษย์ ต้นกำเนิดและบทบาทของ eccDNA ในกระบวนการชราภาพนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

แม้ว่าจะไม่มีการเชื่อมโยงระหว่าง DNA วงกลมกับความชราในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง แต่สำเนาเพิ่มเติมของ Sir2 สามารถยืดอายุขัยของทั้งหนอนและแมลงวันได้ (ถึงแม้ว่าในแมลงวัน การค้นพบนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันซ้ำโดยนักวิจัยคนอื่น ๆ และเรสเวอราทรอล ซึ่งเป็นตัวกระตุ้น Sir2 ก็ไม่ได้เพิ่มอายุขัยในทั้งสองสายพันธุ์อย่างสม่ำเสมอ^{[ 10 ]} ) ยังไม่ชัดเจนว่าโฮโมล็อกของ Sir2 ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงมีบทบาทใดในอายุขัยหรือไม่ แต่โปรตีน SIRT1 ของมนุษย์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถดีอะซิเตตp53 , Ku70 และตระกูลปัจจัยการถอดรหัสฟอร์คเฮดได้ SIRT1 ยังสามารถควบคุมอะซิเตตเช่นCBP/p300และได้รับการแสดงให้เห็นว่า สามารถดีอะซิเตต สารตกค้าง ของฮิสโตน ที่เฉพาะเจาะจงได้

RAS1 และ RAS2 ยังมีผลต่อกระบวนการชราในยีสต์และมีโปรตีนที่คล้ายคลึงกันในมนุษย์ การแสดงออกของ RAS2 ที่มากเกินไปได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยยืดอายุขัยในยีสต์ได้

ยีนอื่นๆ ควบคุมกระบวนการชราในยีสต์โดยการเพิ่มความต้านทานต่อความเครียดจากออกซิเดชัน ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทสซึ่งเป็นโปรตีนที่ช่วยป้องกันผลกระทบจากอนุมูลอิสระในไมโทคอน เด รีย สามารถยืดอายุขัยของยีสต์ในระยะหยุดนิ่งได้เมื่อมีการแสดงออกมากเกินไป

ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง การแก่ชราน่าจะถูกควบคุมบางส่วนผ่านทางวิถีอินซูลิน/IGF-1 การกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อการส่งสัญญาณคล้ายอินซูลินในหนอน แมลงวัน และแกนฮอร์โมนการเจริญเติบโต/IGF1 ในหนูนั้นสัมพันธ์กับอายุขัยที่ยาวนานขึ้น ในยีสต์ กิจกรรมของ Sir2 ถูกควบคุมโดยเอนไซม์นิโคตินาไมเดส PNC1 PNC1 จะถูกควบคุมการถอดรหัสเพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะเครียด เช่นการจำกัดแคลอรี่ความร้อนสูงและการเปลี่ยนแปลงความดันออสโม ติก โดยการเปลี่ยนนิโคตินาไมด์เป็นไนอาซินนิโคตินาไมด์จะถูกกำจัดออกไป ทำให้ยับยั้งกิจกรรมของ Sir2 เอนไซม์นิโคตินาไมเดสที่พบในมนุษย์ที่รู้จักกันในชื่อPBEFอาจทำหน้าที่คล้ายกัน และรูปแบบที่หลั่งออกมาของ PBEF ที่รู้จักกันในชื่อวิสฟาตินอาจช่วยควบคุม ระดับ อินซูลิน ในซีรั่ม อย่างไรก็ตาม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่ากลไกเหล่านี้มีอยู่ในมนุษย์หรือไม่ เนื่องจากมีความแตกต่างทางชีววิทยาที่ชัดเจนระหว่างมนุษย์และสิ่งมีชีวิตต้นแบบ

กิจกรรมของ Sir2 ได้รับการแสดงให้เห็นว่าเพิ่มขึ้นภายใต้การจำกัดแคลอรี่ เนื่องจากการขาดกลูโคสในเซลล์ ทำให้มี NAD+ มากขึ้นและสามารถกระตุ้น Sir2 ได้เรสเวอราทรอลซึ่งเป็นสติลเบนอยด์ที่พบในเปลือกองุ่น แดง มีรายงานว่าช่วยยืดอายุขัยของยีสต์ หนอน และแมลงวัน (การยืดอายุขัยในแมลงวันและหนอนได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่สามารถทำซ้ำได้โดยนักวิจัยอิสระ^{[ 10 ]} ) ได้รับการแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้น Sir2 ได้ ดังนั้นจึงเลียนแบบผลของการจำกัดแคลอรี่ หากยอมรับว่าการจำกัดแคลอรี่ขึ้นอยู่กับ Sir2 จริงๆ

ตามฐานข้อมูลยีนที่เกี่ยวข้องกับการแก่ชราของ GenAge พบว่ามียีนมากกว่า 1800 ยีนที่เปลี่ยนแปลงอายุขัยในสิ่งมีชีวิตต้นแบบได้แก่ 838 ยีนในหนอนตัวกลมในดิน ( Caenorhabditis elegans ), 883 ยีนในยีสต์ขนมปัง ( Saccharomyces cerevisiae ), 170 ยีนในแมลงวันผลไม้ ( Drosophila melanogaster ) และ 126 ยีนในหนู ( Mus musculus ) ^{[ 11 ]}

ต่อไปนี้เป็นรายชื่อยีนที่เกี่ยวข้องกับอายุยืนยาวจากการวิจัย^{[ 11 ]}ในสิ่งมีชีวิตต้นแบบ :

ในเดือนกรกฎาคมพ.ศ. 2563นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลทางชีววิทยา ของสาธารณะ จากประชากร 1.75 ล้านคนที่มีอายุขัยที่ทราบแน่ชัด ระบุตำแหน่งทางพันธุกรรม 10 ตำแหน่งที่ดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่อสุขภาพอายุขัย และความยืนยาวของชีวิตโดยครึ่งหนึ่งของตำแหน่งเหล่านี้ยังไม่เคยมีการรายงานมาก่อนในระดับนัยสำคัญทั่วทั้งจีโนมและส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรคหัวใจ และหลอดเลือด และระบุว่าการเผาผลาญฮีมเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการวิจัยเพิ่มเติมในสาขานี้ การศึกษาของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าระดับธาตุเหล็กในเลือดที่สูงมีแนวโน้มที่จะลด และยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญธาตุเหล็กมีแนวโน้มที่จะเพิ่มจำนวนปีที่มีสุขภาพดีในมนุษย์^{[ 13 ] [ 12 ]}

เน็ด ชาร์เพลสและผู้ร่วมงานได้แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงในร่างกายครั้งแรกระหว่าง การแสดงออกของ p16และอายุขัย^{[ 14 ]}พวกเขาพบว่าการแสดงออกของ p16 ลดลงในเนื้อเยื่อบางส่วนของหนูที่มีการกลายพันธุ์ที่ยืดอายุขัย เช่นเดียวกับในหนูที่มีอายุขัยยาวนานขึ้นจากการจำกัดอาหาร แจน แวน เดอร์เซนและดาร์เรน เบเกอร์ ร่วมกับอังเดร เทอร์ซิก ที่คลินิกเมโยในรอเชสเตอร์ รัฐมินนิโซตา ได้ให้หลักฐานในร่างกายครั้งแรกเกี่ยวกับความเชื่อมโยงเชิงสาเหตุระหว่างความชราของเซลล์และความแก่ชราโดยการป้องกันการสะสมของเซลล์ชราใน หนู BubR1 progeroid ^{[ 15 ]}ในกรณีที่ไม่มีเซลล์ชรา เนื้อเยื่อของหนูแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่สำคัญในภาระปกติของความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับอายุ พวกมันไม่เป็นต้อกระจกหลีกเลี่ยงการสูญเสียกล้ามเนื้อตามปกติเมื่ออายุมากขึ้น พวกมันยังคงมีชั้นไขมันในผิวหนังซึ่งมักจะบางลงเมื่ออายุมากขึ้นและในคนจะทำให้เกิดริ้วรอย การศึกษาครั้งที่สองที่นำโดย Jan van Deursen ร่วมกับทีมงานที่ Mayo Clinic และ Groningen University ได้ให้หลักฐานโดยตรงในร่างกายเป็นครั้งแรกว่าเซลล์ที่เสื่อมสภาพทำให้เกิดสัญญาณของความชรา โดยการกำจัดเซลล์ที่เสื่อมสภาพออกจากหนูที่เป็นโรคโปรเจอรอยด์โดยการแนะนำยีนฆ่า ตัวตายที่เหนี่ยวนำ ด้วยยา จากนั้นจึงรักษาหนูด้วยยาเพื่อฆ่าเซลล์ที่เสื่อมสภาพอย่างเลือกสรร แทนที่จะลด p16 ทั่วร่างกาย^{[ 16 ]}การศึกษาของ Mayo อีกการศึกษาหนึ่งที่นำโดย James Kirkland ร่วมกับ Scripps และกลุ่มอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าเซโนไลติกส์ ซึ่งเป็นยาที่มุ่งเป้าไปที่เซลล์ที่เสื่อมสภาพ ช่วยเพิ่มการทำงานของหัวใจและปรับปรุงการตอบสนองของหลอดเลือดในหนูแก่ บรรเทาความผิดปกติของการเดินที่เกิดจากรังสีในหนู และชะลอความอ่อนแอ ความผิดปกติทางระบบประสาท และโรคกระดูกพรุนในหนูที่เป็นโรคโปรเจอรอยด์ การค้นพบยาเซโนไลติกนั้นอาศัยแนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยสมมติฐาน: นักวิจัยใช้ประโยชน์จากการสังเกตว่าเซลล์ชราภาพนั้นต้านทานต่ออะพอพโทซิสเพื่อค้นพบว่าเส้นทางการอยู่รอดถูกควบคุมเพิ่มขึ้นในเซลล์เหล่านี้ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าเส้นทางการอยู่รอดเหล่านี้เป็น "จุดอ่อน" ของเซลล์ชราภาพโดยใช้ แนวทาง การแทรกแซง RNAรวมถึงเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับ Bcl-2, AKT, p21 และไทโรซีนไคเนส จากนั้นพวกเขาใช้ยาที่ทราบกันว่ากำหนดเป้าหมายเส้นทางที่ระบุและแสดงให้เห็นว่ายาเหล่านี้ฆ่าเซลล์ชราภาพโดยอะพอพโทซิสในการเพาะเลี้ยงและลดภาระของเซลล์ชราภาพในเนื้อเยื่อหลายชนิดในร่างกาย ที่สำคัญ ยาเหล่านี้มีผลในระยะยาวหลังจากให้ยาเพียงครั้งเดียว ซึ่งสอดคล้องกับการกำจัดเซลล์ชราภาพมากกว่าผลชั่วคราวที่ต้องใช้ยาอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นการศึกษาครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าการกำจัดเซลล์ชราภาพช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในหนูที่มีอายุตามลำดับเวลา^{[ 17 ]}

ความสามารถในการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ที่กำหนดโดยพันธุกรรม ดูเหมือนจะเป็นปัจจัยสำคัญในการแก่ชราเมื่อเปรียบเทียบระหว่างนกและสัตว์หลายชนิด เมื่อเปรียบเทียบอัตราการสะสมของความเสียหายของ DNA (การแตกของสายคู่) ในเม็ดเลือดขาวของโลมา แพะ กวางเรนเดียร์ นกฟลามิงโกอเมริกัน และนกแร้งกริฟฟอน กับอายุขัยของแต่ละตัวในสายพันธุ์ต่างๆ เหล่านี้ พบว่าสายพันธุ์ที่มีอายุขัยยาวนานกว่ามีการสะสมความเสียหายของ DNA ช้ากว่า^{[ 18 ]} กิจกรรมของเอนไซม์ PARP1 ซึ่งใช้ในกระบวนการซ่อมแซม DNA หลายอย่าง ได้รับการเปรียบเทียบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 13 สายพันธุ์ และพบว่ากิจกรรมของเอนไซม์นี้มีความสัมพันธ์กับอายุขัยสูงสุดของสายพันธุ์นั้นๆ^{[ 19 ]} ในมนุษย์ ความสามารถในการซ่อมแซม DNA ที่กำหนดโดยพันธุกรรมดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่ออายุขัย พบว่าเซลล์ไลน์ลิมโฟบลาสตอยด์ที่สร้างขึ้นจากตัวอย่างเลือดของมนุษย์ที่มีอายุยืนเกิน 100 ปี (ผู้มีอายุ 100 ปีขึ้นไป) มีกิจกรรมของโปรตีนซ่อมแซม DNA โพลี (ADP-ริโบส) โพลีเมอเรส ( PARP ) สูงกว่าเซลล์ไลน์จากบุคคลที่อายุน้อยกว่า (20 ถึง 70 ปี) อย่างมีนัยสำคัญ ^{[ 20 ]}

• พันธุกรรมของออทิสติก
• พันธุกรรมของโรคอ้วน
• กลยุทธ์สำหรับการชะลอความแก่ชราอย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีการทางวิศวกรรม

• Tournaye, Herman (มิถุนายน 2009). "การเสื่อมสภาพของระบบสืบพันธุ์เพศชาย"ใน Bewley, Susan; Ledger, William; Nikolaou, Dimitrios (บรรณาธิการ). การเสื่อมสภาพของระบบสืบพันธุ์ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. หน้า  95–104 . doi : 10.1017/CBO9781107784734.012 . ISBN 978-1-906985-13-4.

• แหล่งข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสูงวัยของมนุษย์ (Human Ageing Genomic Resources)คือชุดฐานข้อมูลและเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อช่วยนักวิจัยศึกษาพันธุกรรมของการสูงวัยของมนุษย์
• ฐานข้อมูล NetAgeเป็นฐานข้อมูลออนไลน์และเครื่องมือวิเคราะห์เครือข่ายสำหรับการวิจัยด้านชีววิทยาผู้สูงอายุ