eLife：“长生不老”的机理-生命不朽的秘密
2018-02-14 榕榕 来宝网
霍华德休斯医学研究所（HHMI）调查员Yukiko Yamashita及其同事发现，产生精子的干细胞使用遗传技巧来保持世代不变。随着年龄增长，果蝇基因组的某些部分变短。但值得注意的是，一些生殖细胞可以修复萎缩，Yamashita的团队2018年2月13日在eLife杂志上报道。
霍华德休斯医学研究所（HHMI）调查员Yukiko Yamashita及其同事发现，产生精子的干细胞使用遗传技巧来保持世代不变。随着年龄增长，果蝇基因组的某些部分变短。但值得注意的是，一些生殖细胞可以修复萎缩，Yamashita的团队2018年2月13日在eLife杂志上报道。
这种基因组缩小可能是老龄化的一个方面，并暗示着细胞可能会阻碍老化。到目前为止，科学家们只在酵母中才观察到收缩现象。如果结果适用于人类，他们可以提供我们的细胞如何随着时间推移衰老的见解。
在这项研究中，密歇根大学生命科学研究所的Yamashita及其同事专注于编码核糖体DNA或rDNA的重要基因。这些基因携带组成核糖体的部分指令，这些细胞将RNA分子转化为人体所需的蛋白质。
大多数基因仅限于单个遗传位置，但rDNA基因在基因组的多个位点重复。例如，在人类中，五条染色体含有一段rDNA基因，每个位点含有数百个重复的。这种基因重复使细胞能够产生足够的核糖体原料以保持细胞运转。
当细胞复制重复的DNA链并分裂时，细胞就会滑落。 “最终的结果是，每个周期都会有一些副本丢失，”Yamashita说。 “他们正在从染色体中出来。”
这种损失与单细胞酵母的老化有关。但对于多细胞生物，rDNA在衰老中的作用一直是个谜。 Yamashita和她的同事检测了果蝇睾丸中干细胞中的rDNA基因。这些称为生殖干细胞的细胞可以连续分裂，每次创造自身和精子细胞的拷贝。
在果蝇中，rDNA基因的链在X和Y染色体上。研究人员发现，与年轻的雄性果蝇相比，老年男性在Y染色体上缺乏rDNA基因 - 留下一条皱缩的Y染色体。
更重要的是，这种rDNA的缺乏似乎是代代相传的。 Yamashita及其同事发现，老年蝇类父亲（40天龄）将其数量减少的rDNA基因传给他们的儿子。这些儿子的rDNA基因拷贝比年轻父亲的儿子少得多。
但随后研究人员看到了令人惊讶的事情。在很多情况下，这种rDNA损失本身就会逆转。在大约10天时，父亲所生的儿子已经找到了足够的rDNA。 Yamashita说：“这种恢复是我们没有想到的”。研究人员还不知道这种重置是否也可能发生在雌性干细胞。
尽管还有更多的工作要做，但Yamashita怀疑类似的重新设计可能适用于某些人类细胞，包括干细胞和癌细胞。 “当然，我们不是苍蝇，”她说，但人类中的某些不朽细胞可以执行同样的恢复活力，以防止随着年龄增长而出现的rDNA下降。
她说，通过寻找某些细胞如何持续保持年轻，该项目“触及了生殖细胞的不朽的秘密”。
原始出处：
Kevin L Lu et al. Transgenerational dynamics of rDNA copy number in Drosophila male germline stem cells， eLife (2018). DOI： 10.7554/eLife.32421
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