《科学》近期同时刊登了两篇来自两所美国著名高校的论文。一篇来自普林斯顿大学Lewis-Sigler综合基因组学研究所的Cheng Shi和分子生物学系的Coleen T. Murphy;另一篇来自斯坦福大学和康奈尔大学等校的Travis J. Maures等。
Shi和Murphy的研究发现将生殖状态与寿命联系了起来:无论是雌雄同体还是雌雄异体的隐杆线虫,交配都会导致雌虫萎缩和死亡,并且减短其生殖后的寿命。进一步研究发现,雄虫精子可以诱导生殖细胞系和DAF-9/DAF-12依赖的萎缩、渗透压力易感性以及随后的寿命缩短,然而精液可以诱导DAF-16依赖的寿命缩短和脂肪减少。该研究的结果有助于我们理解生物通过生殖细胞与体细胞相互作用以调节生殖与寿命,并为我们展现了一个由交配诱导的高生产率、短寿命的模式。
巧合的是Maures的研究也发现,在秀丽隐杆线虫中,雄虫可以加速异性个体(雌雄同体)的衰老并减短其寿命,即便是长寿的或者绝育的雌雄同体也难以逃脱此命运。但与Shi和Coleen的研究有所不同的是,Maures发现雄虫是通过一种分泌性的化合物来减短雌雄同体寿命的。具体而言,雄虫诱导的死亡可以在没有交配的情况下发生,其发生的要求仅仅是雌雄同体暴露于雄虫曾经存在过的介质中即可。这种通过与外激素或者其他扩散性物质相互作用的过程,很有可能是一种非个体的、独立存在的衰老调节模式。
这两项研究都表明,雄虫诱导的死亡也存在于其他的线虫中,这就表明,雄虫可能为了下一代保存能量或者防止其他雄虫的竞争而诱导异性虫的死亡,而且这个过程很可能是在进化上保守的。而交配后的体细胞瓦解可能是一个异性对抗性影响的一个典型例子,因为在自然界的许多物种中,都存在雄性为了生殖成功率而改变雌性行为的现象。(作者:费正弦)
参考文献:《Science》2014;343:541-544;
《Science》2014;343:536-540