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线虫和果蝇等生物的寿命是由rDNA主导的

已有 884 次阅读 2022-9-2 14:27 |个人分类:衰老生物学|系统分类:观点评述

秀丽隐杆线虫(TTAGGC)的端粒重复序列与哺乳动物(TTAGGG)的端粒重复序列相似。完全发育的成年秀丽隐杆线虫雌雄同体,由959个不分裂的体细胞组成。到目前为止,没有在成年秀丽隐杆线虫中发现细胞复制的例子,尽管已经注意到少数皮下细胞内核发生DNA的内复制[FlemmingAJ,ShenZZ,CunhaA,EmmonsSW,Leroi AM(2000)Somaticpolyploidizationandcellularproliferation drivebodysizeevolutioninnematodes.ProcNatlAcadSciUSA 97:5285–5290.]。

题为Uncouplingof Longevityand TelomereLength inC.elegans(秀丽隐杆线虫寿命和端粒长度的解偶联)的研究论文说的是秀丽隐杆线虫寿命与端粒长度无关。因为长寿和短寿的线虫都可以拥有短或长的粒端,另一方面,长端粒不会增加线虫寿命或抗压力。

那么,线虫等由有丝分裂后细胞组成的生物,寿命是由什么决定的?

笔者根据《细胞衰老的端粒DNA和核糖体DNA共调控假说》认为是由核糖体DNA(rDNA)拷贝数决定的,rDNA拷贝数减少是导致这些生物衰老死亡的主要原因。这是因为线虫和果蝇等由有丝分裂后细胞组成的生物,成年后体细胞基本不再分裂,细胞不分裂端粒就不易缩短,所以它的衰老与端粒长度无关。

然而,rDNA无需细胞分裂也会减少,在新陈代谢过程中,rDNA转录时就会导致rDNA拷贝丢失,而且果蝇吃的多rDNA拷贝数减少的快,这就是热量限制(CR)延长果蝇和线虫等生物寿命的底层机制。研究数据表明,在40天的寿命中,果蝇rDNA拷贝数可能减少一半[ Lu KL et al. (2018) Transgenerational dynamics of rDNA copy number in Drosophila male germline stem cells. Elife 7, e109906 ]。

已发现人类的免疫细胞,小鼠和人类的造血干细胞,人类的神经元和心肌细胞等细胞的rDNA拷贝数也会减少,提示,哺乳动物的寿命是由端粒和rDNA共同决定的[黄必录.细胞衰老的端粒DNA和核糖体DNA共调控假说[J]. 医学争鸣,2021,12(3):9-15. DOI:10.13276/j.issn.1674-8913.2021.03.003]。返老还童的根本方法就是延长细胞中的端粒和增加rDNA拷贝数。-原创:黄必录



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