作者:Bodnar 来源:《科学进展》 发布时间:2021/6/26 0:30:08
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无癌且长寿?基因组揭开美国龙虾“不老”奥秘

 

美国龙虾是一种生活在海底的甲壳类动物,在野外可以活到100岁。长期以来,科学家一直为美国龙虾的长寿而感到惊讶:它不会随着年龄的增长变衰弱,而且很少患癌症。现在,研究人员发表了第一份高质量的龙虾基因组草图,对这种动物的免疫系统和基因组稳定性有了新见解,这可能有助于回答有关衰老的基本问题——不仅关于龙虾,也涉及人类。相关成果日前发表于《科学进展》。

未参与这项研究的美国诺瓦东南大学分子进化生物学家Jose Lopez说,龙虾“与我们非常不同”,“但人类确实与这些看似非常遥远的动物有许多同源基因”。

随着岁月的流逝,美国龙虾似乎变得更好。它们不会随着年龄增长而失去力量、经历新陈代谢的巨大变化,或者失去生育能力。它们终其一生,长得越来越大。相比之下,据估计,有近40%的人类会在一生中的某一时刻被诊断患有癌症,而2008年一篇涵盖60多年研究的文献综述发现,美国龙虾中只有一个肿瘤生长的可信案例。

为弄清美国龙虾的基因是否蕴藏了它们长寿的秘密,2015年,格洛斯特海洋基因组学研究所(GMGI)的科研人员启动了美国龙虾全基因组测序项目。但直到2017年,该团队使用标准的“短读”技术测序了不到一半的基因组,这种技术一次只能处理龙虾基因组非常小的片段。

两名GMGI研究人员——生物化学家Andrea Bodnar和海洋生物学家Jennifer polinski推动使用新的测序技术进行额外测序,但并重启整个分析。

日前,研究人员报告说,到2019年,GMGI的工作已经产生了迄今最完整的龙虾基因组,估计捕获了整个序列的72%。Bodnar、Polinski和来自加拿大、俄罗斯的合作者分析了这些数据——将其与其他7种海洋无脊椎动物的序列进行比较,发现了几十个与神经细胞功能、免疫、基因组完整性和细胞存活相关的基因组被丰富或扩大的例子。

例如,研究人员发现编码多种蛋白质的基因有助于调节离子通过细胞膜(配体—门控离子通道)的运动,甚至还发现了一种新的通道类型。离子通道在许多生理过程中发挥着关键作用,比如神经细胞的放电、免疫细胞识别外来物质。Bodnar说,新发现的离子通道结合了免疫系统和神经系统的典型功能,这表明独特的神经免疫的相互作用,可能有助于美国龙虾抵抗疾病。

研究人员惊奇地发现,与哺乳动物和果蝇相比,龙虾几乎没有激活细胞程序性死亡的基因。在大多数动物中,这一过程抑制肿瘤并清除病变细胞。鉴于龙虾几乎从来未得过肿瘤,Polinski 说,研究小组期望找到FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧与激活细胞程序性死亡相关的基因。然而,研究人员发现了更多已知的抑制它的基因,这表明龙虾可能依靠其他策略来抑制肿瘤的生长。

Bodnar说,FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧的研究可以帮助解释龙虾是如何几乎无肿瘤的,以及这些经验如何有朝一日为人类所用。

“人类的寿命已经非常长了。”她说,“人类生物学的问题是,我们生命中的大部分时间都在衰老,特别是在人类晚年,发病率越来越高。”她希望通过对龙虾基因组的研究,最终研发出新药物,或者对新陈代谢在长寿中扮演的角色产生新认识。

polinski则强调了龙虾基因组更直接的应用。“龙虾对水温非常敏感。”她说,随着北大西洋水域变暖,美国和加拿大东部沿海的龙虾正在向北移动。了解FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧关于龙虾如何应对这种压力的信息,可以帮助科学家更好研究它们未来将如何迁徙,以及它们的种群结构在迁徙途中如何变化。(来源:中国科学报 文乐乐)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.abe8290

 
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