裸露的摩尔鼠的奇怪案例:违反衰老和繁殖的惯例

迷人的裸痣鼠的众多特征中,与体型相关的寿命非常长,使其与人类和人类之间的异常相似。最近发表的两项研究BMC生物学解决了裸露的痣鼠如何寿命这么长并保持出色的生殖能力的问题,以及裸露的痣鼠是否确实显示出任何衰老的迹象。这些研究的主要作者Martin Bens和Alessandro Ori解释了他们的发现。

裸鼠鼠(杂源Glaber)是居住在地下的东非稀树草原中的老鼠大小的啮齿动物,在那里它们建造了广泛的隧道系统。他们对哺乳动物的罕见,他们开发了一种充满爱意的生活方式,例如“超生物”。

一个裸露的摩尔鼠殖民地由女王和雄性帕萨斯组成,他们是殖民地唯一的繁殖成员,以及多达300个下属,例如男性和女性工人。通常,只有一名女王和一个帕夏专门用于繁殖,而他们的下属进行了其余的工作:育雏,觅食,扩大或防御其地下隧道系统。

裸痣鼠的长寿之谜

裸mole鼠皇后可以长达30年,而小鼠4岁,豚鼠12年

裸mole鼠是非常令人兴奋的动物,不仅是因为它们具有独特的生活方式,尤其是作为衰老研究的模型生物。在他们的长寿上,他们表现出非凡的特征:裸露的痣鼠在一生中肥沃,对感染具有很高的抵抗力,并且通常不会受到与年龄有关的疾病(例如癌症或糖尿病)的困扰。

这些特征将它们与人类和其他啮齿动物(如豚鼠和小鼠)区分开。即使裸痣(NMR)很小,皇后人的寿命也可以长达30年,而小鼠为4年,在豚鼠中最多约12年,这是与该猪最紧密相关的模型生物体NMR。

当能量稀缺时:寿命与繁殖

衰老的一次性索马理论假设能量(例如,从食物来源)通常很少,因此可以投资于维持体细胞组织(有助于个体生存或“寿命”)或繁殖。这可以解释为什么由于外在因素而面临高死亡率风险的动物很可能会投入到繁殖中。因此,它们有助于物种的生存,但限制了个体的寿命。反之亦然的副物种更有可能投入能量以保持身体健康,从而在更长的寿命中实现更长的繁殖阶段。

在哺乳动物中,体重通常与寿命相关,而较小的物种通常过着较短的寿命。然而,裸露的痣鼠似乎反抗了“一次性躯体”理论,因为裸露的摩尔鼠殖民地的繁殖女王实际上可以比下属更长。

裸露的摩尔鼠建立了广泛的隧道系统,并过着美好的生活方式。
karol szafranski / fli

社会抑制性成熟

在马丁及其同事的论文中,我们在裸鼠鼠中调查了这一理论,因为这些小动物的生育能力,极端的生殖率和寿命很长。与Eusocial蚂蚁和蜜蜂的工人相反,在裸鼠鼠的群落中,即使工人也能够繁殖。但是,主要育种对的存在抑制了他们的性成熟。

我们从殖民地带走了男性和女性非生产工人,并将他们与来自其他殖民地的无关伴侣配对。通过这种方式,这些非生物动物变成了育种者。然后,我们使用基于RNA测序的基因组方法来研究这些新育种者的组织,并将其与豚鼠的组织进行了比较。

我们发现,大约59%的裸鼠和豚鼠之间的分析基因差异表达,并且这些基因与衰老相关的基因显着富集,表明裸鼠鼠与其近亲相比具有独特的特征,而近亲则具有独特的特征。可能解释了寿命的差异。

成为育种者

与非繁殖的豚鼠相反,非繁殖的雄性和雌性裸鼠大鼠不是性二态的。它们在体型,体重或外生殖器上没有差异,也没有行为差异。与此相一致,我们发现非繁殖的女性和雄性裸鼠鼠(与豚鼠不同)之间几乎没有明显的转录差异。然而,在性成熟过程中,裸痣工人的性别不仅可以通过形态和行为来区分,而且还可以通过其组织的基因表达谱。

非繁殖的裸痣大鼠不是性二态性的,但是在性成熟期间,男性和女性NMR开始显示差异

结果还显示了有关寿命延长的证据:如果裸露的痣鼠经历了性成熟的过程,从而成为育种者,它们显示出与延长寿命和健康跨度有关的分子特征。与此相反,在豚鼠中,这种分子网络在繁殖后减少。这可能有助于解释裸露的痣皇后和帕夏的寿命更长。

And yet they age:证明裸鼠鼠的衰老过程

基于裸鼠鼠的人口统计学概况的最新研究声称,这些动物死亡的风险不会随着年龄的增长而增加,这表明裸鼠鼠击败了衰老过程(Beltrán-Sánchez等。Ruby等。)。亚历山德罗(Alessandro)的小组是与莱布尼兹(Leibniz)老龄化研究所的研究人员 - 弗里茨·利普曼(Fritz Lipmann)研究所(FLI)和其他机构的团队,并使用裸摩尔老鼠调查了衰老过程蛋白质组学和基因组方法的组合试图详细了解NMRS年龄的情况。

在我们的研究中,我们分析了分子网络,这些网络通过比较裸鼠鼠与豚鼠的肝脏样品来区分长期的物种。我们揭示了裸痣和豚鼠的线粒体组成的差异。线粒体(广泛称为“细胞的动力室”)毫不奇怪地为细胞产生能量,我们确认了这些长期和寿命较短​​的物种之间产生能量的优先方式。

我们还确定了在分子水平上裸鼠鼠中衰老的迹象。通过研究年轻和老裸鼠鼠的肝脏,我们可以检测到这些动物中蛋白质水平的年龄依赖性变化。

有趣的是,一组负责消除有毒物质的蛋白质同样受到裸mole鼠和人肝样品的衰老的影响,这表明这些物种的衰老过程具有一些相似之处。关于先前提出的论文,即裸mole鼠不年龄,结果支持了低,但裸鼠鼠的现有衰老过程。然而,衰老的途径是否会影响旧裸鼠鼠的健康并限制其寿命,就像在其他衰老的模型生物(如round虫)中一样,这还有待证明。

在健康衰老的途中

裸体能和人类代表两个离群值pecies because they both have an exceptionally long lifespan relative to their body mass. Identifying networks of molecules associated with longevity through comparison of long- and shorter-lived species could help scientists to find new ways of promoting a long and healthy life in humans.

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注释