在果蝇干细胞中发现衰老的线索

根据发表在《eLife》杂志上的新研究，雄性果蝇(果蝇Drosophila melanogaster)的生殖干细胞利用一种遗传技巧使几代人永远保持年轻。

果蝇基因组的某些部分会随着年龄的增长而变短。但值得注意的是，一些生殖细胞可以修复收缩。这种基因组缩小可能是衰老的基础，并暗示选择细胞的方式可能会阻止衰老。

到目前为止，科学家们仅在酵母中观察到收缩现象。如果结果对人类正确，那么它们可以提供有关我们的细胞如何随着时间而退化的见解。

在这项研究中，霍华德·休斯医学研究所的山下由纪子博士及其合著者专注于核糖体DNA(rDNA)中编码的主力基因。

这些基因带有组成核糖体的零件的指令，这些零件是将RNA分子转变为人体所需的每种蛋白质的细胞机器。

为了充分利用这些关键任务机器，细胞需要大量的rDNA说明手册。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点重复。

例如，在人类中，五个染色体包含许多rDNA基因，每个斑点包含数百个重复拷贝。

这种遗传重复使细胞能够为核糖体生产出足够的原料，以保持细胞的嗡嗡声。

但是冗余带来了成本。细胞在复制重复的DNA链并分裂时会滑落。

“最终结果是每个周期都会丢失一些副本。它们从染色体中弹出。”山下博士说。

这种损失与单细胞酵母的衰老有关。但是对于多细胞生物来说，rDNA在衰老中的作用一直是个谜。

该研究作者检查了果蝇睾丸干细胞中的rDNA基因。这些被称为种系干细胞的细胞可以连续分裂，每次创建自己的副本和精子细胞。

在果蝇中，在X和Y染色体上发现了rDNA基因链。研究人员发现，与年轻的雄性果蝇相比，老年的雄性在Y染色体上缺少rDNA基因-留下了收缩的Y染色体。

而且，rDNA的缺乏似乎世代相传。

研究小组发现，老年苍蝇的父亲将数量减少的rDNA基因遗传给了儿子。这些儿子的rDNA基因拷贝比年轻父亲所生的儿子少得多。

但是随后，科学家们发现了一些令人惊讶的东西。在许多情况下，这种rDNA的丧失会逆转。大约10天大时，老父亲所生的儿子已经恢复了足够的rDNA，足以与年轻父亲所生的儿子相提并论。

山下博士说：“这种复苏是我们真正没想到的。”

结果表明，儿子体内的rDNA复兴可能是干细胞如何在父亲与儿子之间持续存在的关键方面。

研究人员还不知道这种复位是否也可能发生在卵巢中的女性干细胞上。

尽管还有更多工作要做，但他们怀疑类似的复位可能会作用于某些类型的人类细胞，包括干细胞和癌细胞。

Yamashita博士说：“当然，我们不是苍蝇。但如果下注，我敢打赌人体内的某些类型的永生细胞可以执行相同的复兴技巧，以防止rDNA随着年龄的增长而下降。 ”

“永生的这些瞥见-当细胞从父子移到儿子时可以自我更新的细胞-使我们着迷。通过寻找暗示某些细胞如何能够持续保持年轻的暗示，该项目触及了生殖细胞永生的秘密。”

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