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端粒在蝙蝠超常寿命中的作用

端粒在蝙蝠超常寿命中的作用

作者: Mr_我爱读文献 | 来源:发表于2019-12-15 19:42 被阅读0次

衰老是由于生理功能的逐渐恶化而导致的生命系统的逐渐和不可逆转的崩溃,导致疾病易感性的增加和最终的死亡。

Introduction

由于大多数蝙蝠的寿命比相同体型大小的哺乳动物寿命更长,而且很少或根本没有衰老的迹象,因此蝙蝠常常作为研究衰老和长寿的理想模型。其中最为关注的是Myotis brandtii,它的寿命超过了41年,但体重仅有7g。

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部分研究认为,飞行为蝙蝠提供了逃避捕食和避免不利条件的生活方式,从而能够拥有较长的寿命。到目前被研究的物种中,Myotis属有长寿纪录,至少有13种蝙蝠的寿命超过20年,4种蝙蝠的寿命超过30年。

本文主要是以四种长寿蝙蝠,Myotis myotis(37.1年),Rhinolophus ferrumequinum(30.5年),Myotis bechsteinii(21年),Miniopterus schreibersii(22年)为研究对象,探究端粒维持蝙蝠长寿的分子机制。

Result

  1. 为了解决这些问题,作者在欧洲各地的野外地点(2013-2016年)捕获了四种已知年龄的野生蝙蝠(n=493)。

  2. 计算每个蝙蝠相对端粒长度(rTL)。对于每个物种,作者使用一组线性、抛物线、分段线性和线性混合模型(LMMS)来模拟rTL与年龄之间的关系。结果表明,R.ferrumequinumM. schreibersii中端粒缩短与年龄有关,但是在Myotis属,并没有检测到显著地相关性。

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  3. 为了更好地了解端粒在Myotis中的维持情况,作者还研究了端粒酶在M.myotis中的表达。这一步主要利用公开数据提供的血液转录组,分析了端粒酶在Myotis中的表达,并与小鼠、猪和人类血液转录组的数据进行了比较。结果端粒酶在小鼠和猪的血液中表达,但Myotis和人类一样,没有端粒酶表达的迹象。结果表明,在Myotis中维持端粒不是由端粒酶介导的。

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  4. 为了进一步探讨myotis端粒维持的遗传基础,还用基因本体论(GO)的术语鉴定了225个与端粒维持相关的靶基因。发现仅有两个基因ATM,SETX基因在Myotis中受到分化选择。最后还对这225个基因进行了比较转录组分析,在Myotis中发现有21个差异表达基因。其中有14基因参与DNA修复,有5个基因参与交替端粒延长机制。

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Conclusion

理解衰老的分子机制一直都是生物学上的巨大的挑战。特别是一些长寿物种所具有的独特地维持长寿机制。端粒是染色体末端的保护性核苷酸重复元件,随着细胞分裂而缩短,有可能限制寿命。蝙蝠是寿命较长的哺乳动物,但它们的端粒是否会变短尚不得知。我们发现在Rhinolophus ferrumequinumMiniopterus schreibersii中端粒随着年龄的增长而变短,但最长寿的蝙蝠属Myotis并没有相关性。与人类一样,端粒酶在Myotis血液或成纤维细胞中不表达。端粒维持基因的选择试验表明,修复和防止DNA损伤的ATM和SETX有可能介导Myotis蝙蝠端粒动力学。21个端粒维持基因在myotis中有差异表达,其中14个为DNA修复基因,5个为另一种端粒延长机制。作者展示了端粒、端粒酶和DNA修复基因是如何在蝙蝠中促进了异常长寿的进化,从而促进了我们对健康衰老的理解。

参考文献:http://advances.sciencemag.org/content/4/2/eaao0926

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