Nobuaki Nagashima var i mitten av 20-årsåldern när han började känna att hans kropp höll på att brytas ner. Han var baserad i Hokkaido, Japans nordligaste prefektur, där han i tolv år hade varit medlem av militären och energiskt övat träningsövningar ute i snön. Det hände bit för bit – grå starr vid 25 års ålder, smärtor i höfterna vid 28 års ålder, hudproblem på benet vid 30 års ålder.

Vid 33 års ålder fick han diagnosen Werners syndrom, en sjukdom som gör att kroppen åldras för snabbt. Det visar sig bland annat som rynkor, viktnedgång, grått hår och skallighet. Den är också känd för att orsaka åderförkalkning, hjärtsvikt, diabetes och cancer.

Jag träffar Nagashima under det vita ljuset i ett rum på Chiba universitetssjukhus, cirka 25 mil väster om Tokyo. En grå nybörjarmössa täcker hans hårlösa huvud som är fräknat med leverfläckar. Hans ögonbryn är uttunnade till några få strimlor. Svartbågade glasögon hjälper till med hans sviktande syn, hans höftleder – som ersatts med konstgjorda efter artrit – gör ont när han står upp för att långsamt gå genom rummet. Dessa åkommor kan man förvänta sig att se hos en 80-åring. Men Nagashima är bara 43 år.

Han berättar för mig att han har gått in och ut från sjukhus ända sedan han fick sin diagnos. Att hans försämrade hälsa tvingade honom att lämna militären. Nagashima har genomgått fem eller sex operationer, från tårna till höfterna och ögonen, för att behandla åldersrelaterade åkommor. Han har gått ner 15 kilo sedan han fick sin första diagnos. Han behöver en käpp för att klara en sträcka över några meter och har ett tillfälligt jobb på stadshuset, där han går till kontoret när kroppen tillåter det men arbetar hemifrån när den inte gör det.

Han minns att han körde hem efter sin diagnos och grät för sig själv. När han berättade för sina föräldrar bad hans mamma om ursäkt för att hon inte hade fött en starkare person. Men hans pappa sa till honom att om han kunde uthärda denna sjukdom var han verkligen stark, och kanske skulle vetenskapsmännen lära sig av honom och få kunskap som kunde hjälpa andra.

Avse X- och Y-könskromosomerna ärver vi två kopior av varje gen i våra kroppar – en från vår mamma och en från vår pappa. Werners syndrom är vad som kallas en autosomalt recessiv sjukdom, vilket innebär att den bara visar sig när en person ärver en muterad version av en gen som kallas WRN från båda föräldrarna.

Nagashimas föräldrar åldras normalt. De har vardera en funktionell kopia av WRN, så deras kroppar visar inga symtom på sjukdomen. Men han hade oturen att ha fått två muterade kopior av WRN. Hans mor- och farföräldrar lever fortfarande och mår så bra som man kan förvänta sig för ett par i 90-årsåldern, och familjen känner inte till några andra Werner-fall i sin familjehistoria.

WRN upptäcktes först 1996, och sedan dess har det funnits få exempel på Werner. År 2008 fanns det endast 1 487 dokumenterade fall i världen, varav 1 128 i Japan.

För att detta inte ska framstå som ett unikt japanskt tillstånd tror George Martin, medledare för det internationella registret för Werners syndrom vid University of Washington, att antalet faktiska fall globalt sett är omkring sju gånger högre än de siffror som registrerats i dag. Han säger att de flesta fall runt om i världen inte kommer att ha uppmärksammats av några läkare eller register.

Den enorma obalansen i antalet japanska fall förklarar han med två faktorer. För det första bergen och öarna i det japanska landskapet och den isolerande effekt som detta har haft på befolkningen genom historien – människor i mer isolerade regioner i det förflutna hade större sannolikhet att få barn med någon som var mer lik dem genetiskt sett. En liknande effekt ses på den italienska ön Sardinien, som också har ett kluster av Werner-fall. För det andra innebär tillståndets häpnadsväckande karaktär och den högre frekvensen med vilken det uppträder i Japan (det uppskattas att det drabbar en på en miljon människor i världen, men en på 100 000 i Japan) att det japanska medicinska systemet är mer medvetet än de flesta när Werner-syndromet dyker upp.

På Chiba universitetssjukhus har man journaler över totalt 269 kliniskt diagnostiserade patienter, av vilka 116 fortfarande lever. En av dem är Sachi Suga, som bara kan förflytta sig i rullstol. Hennes muskler är så svaga att hon inte längre kan klättra in och ut ur badet, vilket gör det svårt att upprätthålla den japanska sedvänjan avuro, ritualen att varje kväll slappna av i ett djupt badkar med ångande varmt vatten. Hon brukade regelbundet laga frukost till sig själv och sin man, men nu kan hon inte stå vid spisen i mer än en minut eller två åt gången. Hon har tagit sin tillflykt till att laga misosoppa som går snabbare att göra kvällen innan, som han äter innan han går till jobbet klockan 5.30.

Suga, som ser ut som en waif i en kort svart peruk, har små handleder som är ömtåliga som glas, och hon talar till mig i en hes, strupig viskning. Hon berättar för mig om hemhjälpsarbetaren som besöker henne tre gånger i veckan för att hjälpa till att linda hennes sårtäckta ben med bandage. Hon har fruktansvärda smärtor i rygg och ben. ”Det gjorde så ont att jag ville att mina ben skulle huggas av”. Men på den positiva sidan har 64-åringen sedan länge överträffat den genomsnittliga livslängden på cirka 55 år för personer med Werners syndrom.

Endast en handfull personer med Werner deltar för närvarande i Chiba. Nyligen startade de en stödgrupp. ”När vårt samtal väl började glömde jag bort smärtan helt och hållet”, säger Suga. Nagashima säger att mötena ofta slutar med samma fråga: ”Varför har jag den här sjukdomen?”

Om du skulle ta upp de 23 kromosomparen i en av dina celler skulle du få fram ungefär två meter DNA. Detta DNA är ihopvikt till ett utrymme som är ungefär en 10 000-del av denna sträcka i tvärled – mycket mer komprimerat än till och med den snävaste origami-designen. Denna komprimering sker med hjälp av proteiner som kallas histoner.

DNA, och histonerna som förpackar det, kan få kemiska märken. Dessa ändrar inte de underliggande generna, men de har förmågan att tysta eller förstärka en genaktivitet. Var märkena sätts eller vilken form de tar verkar påverkas av våra erfarenheter och vår miljö – till exempel som svar på rökning eller stress. Vissa tycks vara slumpmässiga, eller resultatet av en mutation, som i cancer. Forskarna kallar detta landskap av markeringar för epigenomet. Vi vet ännu inte exakt varför våra celler lägger till dessa epigenetiska märken, men en del av dem verkar vara kopplade till åldrande.

Steve Horvath, professor i humangenetik och biostatistik vid University of California, Los Angeles, har använt en typ av dessa märken, som kallas metyleringsmärken, för att skapa en ”epigenetisk klocka” som, säger han, ser bortom de yttre tecknen på åldrande, som rynkor eller grått hår, för att mer exakt mäta hur gammal man är rent biologiskt. Märkena kan avläsas från blod-, urin-, organ- eller hudvävnadsprover.

Horvaths team analyserade blodceller från 18 personer med Werners syndrom. Det var som om metyleringsmarkeringen skedde på snabbspolning: cellerna hade en epigenetisk ålder som var anmärkningsvärt högre än cellerna från en kontrollgrupp utan Werner.

Nagashimas och Sugas genetiska information ingår i en databas som innehas av Chiba University. Det finns också en databas om Werners syndrom som omfattar hela Japan och det internationella registret vid University of Washington. Dessa register ger forskarna insikter om hur våra gener fungerar, hur de interagerar med epigenomet och hur det passar ihop med åldrandet i sin helhet.

Vetenskapsmännen förstår nu att WRN är nyckeln till hur hela cellen, hur allt vårt DNA fungerar – vid läsning, kopiering, ut veckling och reparation. Störningar i WRN leder till utbredd instabilitet i hela genomet. ”DNA:s integritet förändras och man får fler mutationer… fler deletioner och avvikelser. Detta finns överallt i cellerna”, säger George Martin. ”Stora bitar skärs ut och omorganiseras.” Avvikelserna finns inte bara i DNA utan även i de epigenetiska märkena runtomkring.

Miljonärsfrågan är om dessa märken är avtryck av sjukdomar och åldrande eller om märkena orsakar sjukdomar och åldrande – och i slutändan döden. Och om det sistnämnda är fallet, kan man genom att redigera eller ta bort epigenetiska märken förhindra eller vända någon del av åldrandet eller åldersrelaterade sjukdomar?

Innan vi ens kan svara på den frågan är det ett faktum att vi vet relativt lite om de processer genom vilka epigenetiska märken faktiskt läggs till och varför. Horvath ser metyleringsmärken som ett slags urtavla, inte nödvändigtvis den underliggande mekanism som får den att ticka. Mekanismerna kan indikeras av ledtrådar som WRN-genen, och andra forskare har fått ytterligare glimtar under ytan.

2006 och 2007 publicerade den japanske forskaren Shinya Yamanaka två studier som visade att om man sätter in fyra specifika gener – som nu kallas Yamanaka-faktorer – i vilken vuxen cell som helst så kan man spola tillbaka den till ett tidigare embryonalt tillstånd, en stamcell, varifrån den sedan kan förvandlas till vilken annan typ av cell som helst. Denna metod, som gav Yamanaka Nobelpriset, har blivit en viktig drivkraft för stamcellsstudier. Men det som gjorde den ännu mer intressant var att den helt återställde cellernas epigenetiska ålder till ett prenatalt stadium, vilket raderade de epigenetiska märkena.

Forskare replikerade Yamanakas experiment på möss med ett tillstånd som kallas Hutchinson-Gilford progeriasyndrom, som har liknande symtom som Werner men som bara drabbar barn (Werner kallas ibland för vuxenprogeria). Anmärkningsvärt nog föryngrades mössen kortvarigt, men de dog inom ett par dagar. En total omprogrammering av cellerna hade också lett till cancer och förlust av cellernas förmåga att fungera.

Sedan 2016 konstruerade forskare vid Salk Institute i Kalifornien ett sätt att delvis återföryngra cellerna hos möss med progeria med hjälp av en lägre dos av Yamanaka-faktorerna under en kortare period. Det för tidiga åldrandet bromsades upp hos dessa möss. De såg inte bara friskare och livligare ut än progeriamöss som inte hade fått behandlingen, utan deras celler visade sig också ha färre epigenetiska märken. Dessutom levde de 30 procent längre än de obehandlade mössen. När forskarna tillämpade samma behandling på normalt åldrande möss föryngrades även deras bukspottkörtlar och muskler.

Sekviderigt använder samma forskare även genredigeringsteknik på möss för att lägga till eller dra bort andra epigenetiska märken och se vad som händer. De försöker också ändra histonproteinerna för att se om det kan förändra genernas aktivitet. Vissa av dessa tekniker har redan visat resultat när det gäller att vända diabetes, njursjukdomar och muskeldystrofi hos möss. Teamet prövar nu liknande experiment på gnagare för att se om de kan minska symptomen på artrit och Parkinsons sjukdom.

Den stora frågan kvarstår: Är försvinnandet av de epigenetiska märkena relaterat till omvändningen av cellutvecklingen – och möjligen till cellens åldrande – eller är det en orelaterad bieffekt? Forskarna försöker fortfarande förstå hur förändringar i epigenetiska märken relaterar till åldrande och hur Yamanaka-faktorer kan vända åldersrelaterade tillstånd.

Horvath säger att det ur epigenetisk synvinkel finns tydliga gemensamma drag i åldrandet i många regioner av kroppen. Det epigenetiska åldrandet i hjärnan liknar det i levern eller njurarna och visar liknande mönster av metyleringsmärken. När man ser på det i termer av dessa märken, säger han, ”är åldrandet faktiskt ganska okomplicerat, eftersom det är mycket reproducerbart i olika organ.”

Det finns en febrilitet kring idén om att återställa eller omprogrammera den epigenetiska klockan, säger Horvath till mig. Han ser en enorm potential i allt detta, men säger att det känns som en guldrush. ”Alla har en spade i handen.”

Jamie Hackett, molekylärbiolog vid European Molecular Biology Laboratory i Rom, säger att spänningen kommer från tanken att man kan påverka sina gener. Tidigare fanns det en fatalistisk känsla av att man är fast med det man har fått och att man inte kan göra något åt det.

Tillbaka i sjukhusrummet i Chiba tar Nagashima av sig en av sina höga gymnastikskor, som han har dämpat med innersulor för att göra det mer uthärdligt att gå.

Han berättar för mig om sin tidigare flickvän. De hade velat gifta sig. Hon var förstående efter hans diagnos och tog till och med ett gentest så att de kunde vara säkra på att de inte skulle föra sjukdomen vidare till sina barn. Men när hennes föräldrar upptäckte hans tillstånd ogillade de det. Förhållandet tog slut.

Han har en ny flickvän nu. Han vill göra henne till sin livspartner, berättar han, men för att göra det måste han ta mod till sig och be om hennes föräldrars tillstånd.

Nagashima halkar ner en brun strumpa och avslöjar ett vitt bandage som är lindat runt sulan på hans svullna fot och fotleder. Därunder är hans hud rå och avslöjar röda sår orsakade av hans sjukdom. ”Itai”, säger han. Det gör ont. Sedan ler han. ”Gambatte”, säger han – jag kommer att uthärda.

Denna artikel publicerades först på Mosaic och återpubliceras här under en Creative Commons-licens.