非洲青鳉鱼能够长时间暂停发育,甚至超过其平均寿命。

滞育这一生物学过程曾被认为与百万年来出现的干旱期相关

非洲青鳉鱼暂停生长发育的神奇能力吸引了研究者的兴趣,他们认为这将对人类寿命研究有所启示。

包括鳉鱼在内的一些特定生物能够以胚胎的形式进入蛰伏阶段,这一过程被称为滞育。滞育被认为与面对环境压力,譬如季节性变化导致所处池塘干涸,或是其他一些对生存不利的突发事件有关。换言之,滞育让生物能够在生存条件改善前暂停生育或发育。

对于非洲青鳉鱼而言,它的胚胎能够暂停发育数月甚至数年,超过了其大约四到六个月的成年期。科学家认为这种独特的能力可能与每年出现的干旱有关。

“其实我们不认为滞育机制直接因干旱而产生,”这项研究的共同作者、斯坦福大学的安妮 • 布鲁奈特(Anne Brunet)教授说,“但二者间在一定意义上具有间接关系。干旱为非洲青鳉鱼的种群带来了选择压力,而百万年的进化过程中,非洲青鳉鱼通过使胚胎进入滞育的状态来幸免于干旱。”

科学家认为这一过程和基因调控相关,但其中的奥秘仍未被破解。

现如今,科学家正逐渐理解这一现象内在的机制,他们发现暂停非洲青鳉鱼胚胎的发育并不会影响其未来的寿命、生育能力或成年后的体型,意味着在暂停的时间内细胞和组织可能并不受影响。

布鲁奈特说:“滞育是一种神奇的生命暂停状态,能够实现复杂有机体的长期保存,而不影响之后的生命状态。”

布鲁奈特和同事发表在《科学》(Science)杂志上的文章探求了鳉鱼胚胎滞育的机制,揭示这一过程中细胞增殖和器官发育相关的基因被下调,同时维持肌肉和代谢的基因活动被影响的现象。

其中部分基因的下调似乎由于CBX7蛋白的产生。细胞核中的DNA通过缠绕在组蛋白上被包装起来,而CBX7会结合于特定的组蛋白。研究团队表示这一结合过程似乎影响了大量基因的活性,包括一些肌肉功能和代谢相关的基因,使滞育过程中肌肉得到保存。

研究团队表示这些机制也许能够应用于成熟有机体。一篇附加评论提到这一机制在更简单的有机体线虫中的应用,线虫的幼虫能够经受滞育过程,同时其寿命也被延长。

布鲁奈特说:“我们能够设想,在一些成熟组织或细胞中启动滞育样的状态,或是利用滞育的分子机制,就能够实现其长期存活。”

这是否意味着我们能够阻止人类的衰老呢?“从基础角度去思考很有意思,我们如何能够停止或暂停随着时间逐渐累积的机体损害,滞育是一个思路,”布鲁奈特说,“它为实现减缓‘衰老钟’提供了一些线索。但这一切只是推测。”

格拉斯哥大学的生物老化专家保罗 • 希尔斯(Paul Shiels)表示,虽然该研究的作者指出了滞育和其他的蛰伏形式,譬如冬眠之间存在相似之处。但还是有一定区别的——毕竟冬眠意味着要维持成熟的器官,而非暂停其发育过程。

希尔斯说,现如今并不清楚这项新研究能否提供减慢或阻止人类衰老的方法,因为这涉及将成熟组织保持在一种暂停的状态。“这项研究对组织再生有一定意义,”他说,“但在器官维持上,我们还是得向冬眠的哺乳动物学习。”

资料来源The Guardian