您所在的位置:首頁 > 內(nèi)分泌科醫(yī)學(xué)進(jìn)展 > 解析雄性誘導(dǎo)異性死亡行為
日前,來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在《科學(xué)》(Science)雜志上報(bào)告稱,他們發(fā)現(xiàn)雄性線蟲分泌了一些信號(hào)分子,可以顯著縮短異性的壽命??茖W(xué)家推測(cè),如果是在生殖后實(shí)施這種“雄性誘導(dǎo)死亡”(male-induced demise)行為,其有可能為了替雄性的后代節(jié)約寶貴的資源,或是減少其他雄性獲得配偶的機(jī)會(huì)。
多年來人們已經(jīng)知道,一些雄性線蟲和果蠅可以縮短雌性或是雌雄同體動(dòng)物的壽命。但卻并不清楚其原因。一些研究人員推測(cè),有可能是交配的生理應(yīng)激導(dǎo)致了它們?cè)缡拧?/p>
然而,斯坦福大學(xué)的研究表明,還有除性行為之外的一些東西對(duì)此負(fù)責(zé)——具體說來,雄性正在分子水平上執(zhí)行一項(xiàng)蓄謀的計(jì)劃,在孩子的母親完成它們的任務(wù)后殺死它們。
研究人員針對(duì)實(shí)驗(yàn)室常見線蟲:秀麗隱桿線蟲展開了研究。這種長(zhǎng)1毫米的半透明線蟲一般可生存大約20天,正常群體中包含有0.01-0.1%的雄性。剩余的是具有雄性和雌性生殖器官的雌雄同體線蟲。盡管雌雄同體可以自交,如果它們與雄性線蟲交配則能生成更多的后代。
遺傳學(xué)副教授Anne Brunet博士“我們發(fā)現(xiàn),雄性線蟲誘導(dǎo)了許多與雌雄同體線蟲感覺和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的基因表達(dá)。由此提出了這種可能:雄性誘導(dǎo)死亡不僅是由于交配的生理應(yīng)激所導(dǎo)致,還與一定程度的活性信號(hào)有關(guān)。事實(shí)上,我們發(fā)現(xiàn)將雌雄同體線蟲放置在雄性線蟲曾經(jīng)逗留過的培養(yǎng)皿上,就足以誘導(dǎo)雌雄同體線蟲過早死亡。”
Brunet的研究表明,雄性甚至可以跨距離啟動(dòng)這一謀殺過程。將這些研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展至哺乳動(dòng)物和人類,在需要母親或父母撫養(yǎng)幼子的情況下,則可能出現(xiàn)與之相反的結(jié)果,這聽上去真是有趣。
Brunet 說:“在線蟲中,雄性一旦交配且在雌雄同體母親產(chǎn)卵之后,前者就可以將后者拋棄。不需要線蟲母親來照料線蟲寶寶,為什么要讓她待在那消耗食物?并且,如果她死了,就沒有其他的雄性可以得到她,將他的基因?qū)氲交驇?kù)中。”
研究人員發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期存在年輕的雄性線蟲會(huì)將雌雄同體線蟲的平均壽命縮短20%。這一效應(yīng)甚至在制止性別混雜或是在雌雄同體線蟲不育的情況下仍持續(xù)存在,表明交配的生理應(yīng)激或是生育后代的能量需求都不能對(duì)早死負(fù)全責(zé)。受到影響的雌雄同體線蟲表現(xiàn)衰老癥狀,包括動(dòng)作減慢,**發(fā)生率增高,全身性衰老和組織衰退。
Brunet說:“甚至長(zhǎng)壽和抗壓雌雄同體線蟲也對(duì)雄性線蟲誘導(dǎo)的早死高度敏感。”
最后,當(dāng)研究人員將雌雄同體線蟲放置曾經(jīng)有雄性線蟲的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿上時(shí),這些雌雄同體也表現(xiàn)壽命縮短,表明雄性線蟲留下了一些物質(zhì)對(duì)雌雄同體造成了影響。
然而,有一種方法可以改變這種效應(yīng)。
Brunet說:“信息素生成缺陷的雄性線蟲再也不能誘導(dǎo)雌雄同體線蟲強(qiáng)有力的過早死亡。不能感知信息素的雌雄同體線蟲也能抵抗雄性誘導(dǎo)的死亡。”
信息素是一些可溶性的、擴(kuò)散性化學(xué)物質(zhì),許多動(dòng)物生成信息素跨距離觸動(dòng)同物種成員間的社會(huì)或行為反應(yīng)。盡管還不清楚雄性線蟲是何時(shí)及如何分泌這些不明信息素的,當(dāng)研究人員調(diào)查受累雌雄同體線蟲的基因表達(dá)譜時(shí),其效應(yīng)是顯而易見。
尤其是,他們觀察發(fā)現(xiàn)只有在存在雄性線蟲的情況下,雌雄同體線蟲的基因表達(dá)才會(huì)發(fā)生極大的改變。許多的改變影響了神經(jīng)元中表達(dá)或是與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的基因。特異阻斷基因表達(dá)一種叫做INS-11的胰島素樣肽,可以阻止雄性誘導(dǎo)的死亡。
在這些線蟲研究中,研究人員采用的雄性和雌雄同體的比例要遠(yuǎn)高于通常情況下。然而,Brunet認(rèn)為一旦發(fā)生交配,少數(shù)的雄性即可加劇這一效應(yīng)——尤其是如果這些未知的信息素是分泌于**中。對(duì)于沒有交配的群體的影響可以通過這一理由進(jìn)行解釋,無法接近到鄰近雌雄同體線蟲的雄性線蟲分泌**,不成功地嘗試與鄰近其他的雄性線蟲進(jìn)行交配。
盡管研究人員首先研究的是一種馴化的線蟲,他們?cè)谝吧偷木€蟲和另外兩種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的線蟲中也觀察到了雄性誘導(dǎo)死亡,證實(shí)這種現(xiàn)象在2000-3000萬年進(jìn)化過程中保守存在。這種雄性誘導(dǎo)的死亡甚至存在于真雄性和真雌性均等的一些線蟲物種中(與哺乳動(dòng)物相似),表明這一現(xiàn)象不應(yīng)僅僅歸于線蟲的特殊習(xí)性,如雌雄同體或較低的雄性比例。
Brunet 說:“觀察到這種雄性誘導(dǎo)死亡現(xiàn)象存在于幾個(gè)線蟲物種和果蠅中,表明它可能具有某些適應(yīng)利益。如果能夠確定雄性是否也影響了其他物種,尤其是哺乳動(dòng)物中雌性的壽命,將是有趣的。”
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