Целью исследований Нира Барзилая является поиск биологических маркеров долголетия и идентификация генов, ответственных за долголетие человека. Исследования проводятся на генетически гомогенной популяции евреев Ашкенази, доживших по крайней мере до 95 лет и сохранивших хорошее здоровье. У детей долгожителей, имеющих болезни старческого возраста, размер частиц липопротеинов оказался меньше, чем у здоровых детей. В настоящее время доктор Барзилай проводит более детальное исследование обнаруженного явления с использованием методов генетического анализа. Другое направление исследований ученого связано с изучением генных полиморфизмов метаболизма гормона роста и инсулин-зависимого фактора роста. Исследования низших организмов (нематод и плодовых мушек) показали, что этот путь метаболизма является эволюционно одним из наиболее древних путей метаболизма, связанных с долголетием. Так, было обнаружено, что у долгожителей, а также их детей чаще наблюдается более крупный размер частиц липопротеинов высокой и низкой плотности, а также повышенный уровень липопротеина высокой плотности («хорошего» холестерина) в крови. Было обнаружено монотонное повышение частоты определенных генов с возрастом (гены транспортного белкахолестеринового эфира, CETP, аполипопротеина С-3, APOC-3, адипонектина ADIPOQ), что указывает на селективную выживаемость индивидуумов, несущих эти гены. Ограничение калорий предотвращает возрастное увеличение массы тела и задерживает начало возрастных болезней, включая диабет (1,2 типов), тогда как избыток питательных веществ приводит к тучности и неблагоприятным метаболическим последствиям. Группа Нира Барзилая искала подтверждение гипотезы о том, что субстратная чувствительность с возрастом меняется, и это могло бы связать между собой процесс старения, питательный поток и устойчивость к инсулину. Хорошо изученный путь субстратной чувствительности — биосинтетическая магистраль гексозаминов (БМГ), которая выражена во всех клетках и органах, кроме печени. Обычно, только 1% внутриклеточной глюкозы, которая преобразована во фруктозу-6-фосфат (F-6-P), входит в БМГ, и основным конечным продуктом этого пути является уридин-дифосфогкюкоза-n-ацетилглюкозамин (UDP-Glc-NAc), субстрат для большинства реакций гликозилирования. Изменения в основных носителях энергии, таких как глюкоза, свободные жирные кислоты, или аминокислоты, каждый отдельно или в комбинации, приводят к увеличению движения через БМГ. Образование большого количества UDP-Glc-NAc приводит к расширенному связанному гликозилированию нескольких факторов транскрипции, таких как SP-1.Биохимические пути, способные к «ощущению» пригодности питательных веществ, поддерживают гомеостаз и в организме в целом, и на клеточном уровне. Вероятно, клеточная устойчивость к инсулину ограничивает пригодность потока глюкозы, что может быть адаптивным ответом, регулирующим хранение и распределение питательных веществ. Исследования показали, что благоприятные воздействия ограничения калорий связаны с абсолютным числом потребляемых калорий, а не с определенным распределением макропитательных веществ (содержание в пище жиров, углеводов или белков).