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非洲青鳉魚能夠長時間暫停發(fā)育,甚至超過其平均壽命。
滯育這一生物學(xué)過程曾被認(rèn)為與百萬年來出現(xiàn)的干旱期相關(guān)
非洲青鳉魚暫停生長發(fā)育的神奇能力吸引了研究者的興趣,他們認(rèn)為這將對人類壽命研究有所啟示。
包括鳉魚在內(nèi)的一些特定生物能夠以胚胎的形式進(jìn)入蟄伏階段,這一過程被稱為滯育。滯育被認(rèn)為與面對環(huán)境壓力,譬如季節(jié)性變化導(dǎo)致所處池塘干涸,或是其他一些對生存不利的突發(fā)事件有關(guān)。換言之,滯育讓生物能夠在生存條件改善前暫停生育或發(fā)育。
對于非洲青鳉魚而言,它的胚胎能夠暫停發(fā)育數(shù)月甚至數(shù)年,超過了其大約四到六個月的成年期。科學(xué)家認(rèn)為這種獨(dú)特的能力可能與每年出現(xiàn)的干旱有關(guān)。
“其實(shí)我們不認(rèn)為滯育機(jī)制直接因干旱而產(chǎn)生,”這項(xiàng)研究的共同作者、斯坦福大學(xué)的安妮·布魯奈特(Anne Brunet)教授說,“但二者間在一定意義上具有間接關(guān)系。干旱為非洲青鳉魚的種群帶來了選擇壓力,而百萬年的進(jìn)化過程中,非洲青鳉魚通過使胚胎進(jìn)入滯育的狀態(tài)來幸免于干旱?!?/p>
科學(xué)家認(rèn)為這一過程和基因調(diào)控相關(guān),但其中的奧秘仍未被破解。
現(xiàn)如今,科學(xué)家正逐漸理解這一現(xiàn)象內(nèi)在的機(jī)制,他們發(fā)現(xiàn)暫停非洲青鳉魚胚胎的發(fā)育并不會影響其未來的壽命、生育能力或成年后的體型,意味著在暫停的時間內(nèi)細(xì)胞和組織可能并不受影響。
布魯奈特說:“滯育是一種神奇的生命暫停狀態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜有機(jī)體的長期保存,而不影響之后的生命狀態(tài)?!?/p>
布魯奈特和同事發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上的文章探求了鳉魚胚胎滯育的機(jī)制,揭示這一過程中細(xì)胞增殖和器官發(fā)育相關(guān)的基因被下調(diào),同時維持肌肉和代謝的基因活動被影響的現(xiàn)象。
其中部分基因的下調(diào)似乎由于CBX7蛋白的產(chǎn)生。細(xì)胞核中的DNA通過纏繞在組蛋白上被包裝起來,而CBX7會結(jié)合于特定的組蛋白。研究團(tuán)隊表示這一結(jié)合過程似乎影響了大量基因的活性,包括一些肌肉功能和代謝相關(guān)的基因,使滯育過程中肌肉得到保存。
研究團(tuán)隊表示這些機(jī)制也許能夠應(yīng)用于成熟有機(jī)體。一篇附加評論提到這一機(jī)制在更簡單的有機(jī)體線蟲中的應(yīng)用,線蟲的幼蟲能夠經(jīng)受滯育過程,同時其壽命也被延長。
布魯奈特說:“我們能夠設(shè)想,在一些成熟組織或細(xì)胞中啟動滯育樣的狀態(tài),或是利用滯育的分子機(jī)制,就能夠?qū)崿F(xiàn)其長期存活?!?/p>
這是否意味著我們能夠阻止人類的衰老呢?“從基礎(chǔ)角度去思考很有意思,我們?nèi)绾文軌蛲V够驎和kS著時間逐漸累積的機(jī)體損害,滯育是一個思路,”布魯奈特說,“它為實(shí)現(xiàn)減緩‘衰老鐘’提供了一些線索。但這一切只是推測?!?/p>
格拉斯哥大學(xué)的生物老化專家保羅·希爾斯(Paul Shiels)表示,雖然該研究的作者指出了滯育和其他的蟄伏形式,譬如冬眠之間存在相似之處。但還是有一定區(qū)別的——畢竟冬眠意味著要維持成熟的器官,而非暫停其發(fā)育過程。
希爾斯說,現(xiàn)如今并不清楚這項(xiàng)新研究能否提供減慢或阻止人類衰老的方法,因?yàn)檫@涉及將成熟組織保持在一種暫停的狀態(tài)?!斑@項(xiàng)研究對組織再生有一定意義,”他說,“但在器官維持上,我們還是得向冬眠的哺乳動物學(xué)習(xí)。”