Abstract Gene expression in skeletal muscle of older individuals may reflect compensatory adaptations in response to oxidative damage that preserve tissue integrity and maintain function. Identifying associations between oxidative stress response gene expression patterns and mitochondrial function, physical performance, and muscle mass in older individuals would further our knowledge of mechanisms related to managing molecular damage that may be targeted to preserve physical resilience. To characterize expression patterns of genes responsible for the oxidative stress response, RNA was extracted and sequenced from skeletal muscle biopsies collected from 575 participants (≥70 years old) from the Study of Muscle, Mobility, and Aging. Expression levels of 21 protein‐coding RNAs related to the oxidative stress response were analyzed in relation to six phenotypic measures, including maximal mitochondrial respiration from muscle biopsies (Max OXPHOS), physical performance (VO 2 peak, 400‐m walking speed, and leg strength), and muscle size (thigh muscle volume and whole‐body D3Cr muscle mass). The mRNA level of the oxidative stress response genes most consistently associated across outcomes are preferentially expressed within the mitochondria. Higher expression of mRNAs that encode generally mitochondria located proteins SOD2 , TRX2 , PRX3 , PRX5 , and GRX2 were associated with higher levels of mitochondrial respiration and VO 2 peak. In addition, greater SOD2, PRX3, and GRX2 expression was associated with higher physical performance and muscle size. Identifying specific mechanisms associated with high functioning across multiple performance and physical domains may lead to targeted antioxidant interventions with greater impacts on mobility and independence.

Abstract With aging skeletal muscle fibers undergo repeating cycles of denervation and reinnervation. In approximately the 8th decade of life reinnervation no longer keeps pace, resulting in the accumulation of persistently denervated muscle fibers that in turn cause an acceleration of muscle dysfunction. The significance of denervation in important clinical outcomes with aging is poorly studied. The Study of Muscle, Mobility, and Aging (SOMMA) is a large cohort study with the primary objective to assess how aging muscle biology impacts clinically important traits. Using transcriptomics data from vastus lateralis muscle biopsies in 575 participants we have selected 49 denervation‐responsive genes to provide insights to the burden of denervation in SOMMA, to test the hypothesis that greater expression of denervation‐responsive genes negatively associates with SOMMA participant traits that included time to walk 400 meters, fitness (VO 2peak ), maximal mitochondrial respiration, muscle mass and volume, and leg muscle strength and power. Consistent with our hypothesis, increased transcript levels of: a calciumdependent intercellular adhesion glycoprotein (CDH15), acetylcholine receptor subunits (CHRNA1, CHRND, CHRNE), a glycoprotein promoting reinnervation (NCAM1), a transcription factor regulating aspects of muscle organization (RUNX1), and a sodium channel (SCN5A) were each negatively associated with at least 3 of these traits. VO 2peak and maximal respiration had the strongest negative associations with 15 and 19 denervation‐responsive genes, respectively. In conclusion, the abundance of denervationresponsive gene transcripts is a significant determinant of muscle and mobility outcomes in aging humans, supporting the imperative to identify new treatment strategies to restore innervation in advanced age.