Abstract Muscle degeneration is the most prevalent cause for frailty and dependency in inherited diseases and ageing, affecting hundreds of millions of people. Elucidation of pathophysiological mechanisms, as well as effective treatments for muscle diseases represents an important goal in improving human health. Here, we show that phosphatidylethanolamine cytidyltransferase (PCYT2/ECT), the critical enzyme of the Kennedy branch of phosphatidylethanolamine (PE) synthesis pathway, has an essential role in muscle health. Human genetic deficiency in PCYT2 causes a severe disease with failure to thrive and progressive muscle weakness. Pcyt2 mutant zebrafish recapitulate the patient phenotypes, indicating that the role of PCYT2/PE in muscle is evolutionary conserved. Muscle specific Pcyt2 knockout mice exhibited failure to thrive, impaired muscle development, progressive muscle weakness, muscle loss, accelerated ageing, and reduced lifespan. Mechanistically, Pcyt2 deficiency affects mitochondrial bioenergetics and physicochemical properties of the myofiber membrane lipid bilayer, in particular under exercise strain. We also show that PCYT2 activity declines in the aging muscles of humans and mice. AAV-based delivery of PCYT2 rescued muscle weakness in Pcyt2 knock-out mice and, importantly, improved muscle strength in old mice, offering a novel therapeutic avenue for rare disease patients and muscle aging. Thus, PCYT2 plays a fundamental, specific, and conserved role in vertebrate muscle health, linking PCYT2 and PCYT2 synthesized PE lipids to severe muscle dystrophy, exercise intolerance and aging.

Aging is the greatest risk factor for numerous diseases and mortality, and establishing geroprotective interventions targeting aging is required. Previous studies have suggested that healthy dietary patterns, such as the Mediterranean diet, are associated with delayed biological aging; however, these associations depend on nationality and sex. Therefore, this study aimed to investigate the relationship between dietary patterns identified through principal component analysis and biological aging in older men of Japan, one of the countries with the longest life expectancies. Principal component analysis identified two dietary patterns: a healthy Japanese dietary pattern and a Western-style dietary pattern. Eight epigenetic clocks, some of the most accurate aging biomarkers, were identified using DNA methylation data from whole-blood samples. Correlation analyses revealed that healthy Japanese dietary patterns were significantly negatively or positively correlated with multiple epigenetic age accelerations (AgeAccel), including AgeAccelGrim, FitAgeAccel, and age-adjusted DNAm-based telomere length (DNAmTLAdjAge). Conversely, the Western-style dietary pattern was observed not to correlate significantly with any of the examined AgeAccels or age-adjusted values. After adjusting for covariates, the healthy Japanese dietary pattern remained significantly positively correlated with DNAmTLAdjAge. Regression analysis showed that healthy Japanese dietary pattern contributed less to epigenetic age acceleration than smoking status. These findings suggest that a Western-style dietary pattern may not be associated with biological aging, whereas a healthy Japanese dietary pattern is associated with delayed biological aging in older Japanese men. Our findings provide evidence that healthy dietary patterns may have mild beneficial effects on delayed biological aging in older Japanese men.

Background: Epigenetic drift, which are gradual age-related changes in DNA methylation patterns, plays a significant role in aging and age-related diseases. However, the relationship between exercise, epigenetics, and aging and the molecular mechanisms underlying their interactions are poorly understood. The aim of this study was to investigate the relationship between cardiorespiratory fitness (CRF), epigenetic aging, and promoter methylation of individual genes across multiple organs in selectively bred low- and high-capacity runner (LCR and HCR) aged rats. Methods: In this study, we performed reduced representation bisulfite sequencing (RRBS) on LCR and HCR aged rats, focusing on the hippocampus, heart, soleus muscle, and large intestine samples. We calculated various epigenetic indicators, including rat epigenetic clocks, global mean DNA methylation (GMM), mean methylation entropy (MME), and gene-specific promoter methylation. Results: Epigenetic clocks, trained on available rat blood-derived RRBS data did not reflect differences in CRF between LCR and HCR rats across all four organs. However, we observed organ specific differences in GMM and MME between LCR and HCR rats. The direction of these differences was the opposite compared to the age-related changes in the rat blood suggesting that a high CRF may mitigate age-related epigenetic changes in an organ-specific manner. Notably the soleus muscle, exhibited the most pronounced differences in promoter methylation due to CRF. We also identified seven genes whose promoter methylation was consistently influenced by CRF in all four organs. Moreover, we found that age acceleration of the soleus muscle was significantly higher compared to the heart and the hippocampus, and significantly lower compared to the large intestine. Finally, we found that the age acceleration was not consistent across organs. Conclusions: Our data suggest that CRF associates with epigenetic aging in an organ-specific manner and regulates the promoter methylation of individual genes in an organ-specific and organ-common manner. Our findings provide important insights into the biology of aging and emphasize the need to validate rejuvenation strategies in the context of the organ-specific nature of epigenetic aging.

This review examines the correlation between plant-based diets and athletic performance, with a specific emphasis on the vital aspect of optimizing micronutrients for athletes. In light of the increasing prevalence of plant-based nutrition among athletes due to its perceived advantages in terms of health, ethics, and the environment, this study investigates the ability of these diets to satisfy the demanding nutritional requirements essential for achieving optimal performance and facilitating recovery. The article emphasizes the significance of essential micronutrients such as iron, vitamin B12, calcium, vitamin D, zinc, and omega-3 fatty acids and also addressing the challenges with their absorption and bioavailability from plant sources. The review consolidates existing scientific knowledge to propose strategies for improving micronutrient consumption, comparing the effects of supplements against whole foods, and highlighting the significance of enhancing bioavailability. The proposal supports the implementation of personalized meal planning, with the assistance of sports nutritionists or dietitians, and is substantiated by case studies showcasing the success of plant-based athletes. Future research directions examine the long-term effects of plant-based diets on micronutrient status and athletic performance, as well as developing nutritional trends and technology. The review concludes that plant-based diets can meet athletes' nutritional demands and improve peak performance while aligning with personal and ethical values with strategic planning and professional guidance. This study intends to help athletes, coaches, and nutritionists understand plant-based nutrition for enhanced athletic performance.