小果蝇大贡献
发表于 2023年11月
果蝇看到或闻到同类尸体会出现孤僻、体脂下降、运动能力丧失等早衰症状

触景早衰的果蝇

看不见、摸不着的压力不仅确实存在,而且会显著影响动物的健康和寿命。

根据2023年6月的一项研究,黑腹果蝇在感知到附近有同类尸体的情况下,会因为压力表现得更孤僻,它们的体脂逐渐下降,运动能力逐渐丧失。黑腹果蝇一般能活60天,但那些目睹到同类尸体的黑腹果蝇平均寿命仅为45天,感知到同类死亡带来的压力加速了黑腹果蝇的衰老。

借助荧光标记技术,科学家看到了那些目睹同类死亡的果蝇大脑中的R2/R4环状神经元被激活。并且,即便附近没有果蝇尸体,单独激活这些神经元,果蝇的寿命也会缩短。

那么,果蝇大脑中具体哪种物质在调节R2/R4环状神经元?通过进一步分析,科学家找到了答案——FoxO蛋白质。地球上所有动物都有FoxO,人类体内也有,它是最原始、最基础的抗压信号分子,参与能量代谢、细胞凋亡、DNA修复和氧化应激等,这些都是维持动物内环境稳定所必须的代谢过程。

在果蝇实验中,减少果蝇R2/R4神经元中FoxO蛋白质的数量,会造成果蝇寿命缩短。相应的,在人体实验中,促进FoxO蛋白质的更新,可减少许多疾病的发生,并适当延缓衰老。人类身上还有一个特殊版本的FoxO3基因,拥有这个基因型的人,更容易长寿。

找到了引起果蝇早衰的关键蛋白质,只是揭开了早衰和寿命谜团的一角,我们更想知道早衰这种看似有害的机制,为什么会被动物保留下来。

FoxO3 长寿基因
FoxO蛋白质负责调控人体的多项工作

牺牲或许是为了延续种群

衰老即生理功能的恶化,遗传因素和环境共同左右着衰老的进程。而提前衰老(早衰)让生物失去繁殖能力,影响营养吸收和运动能力,并最终导致死亡。既然早衰对生物不利,那为什么所有动物都保留了早衰这个机制?

当感知到环境中的营养不足后,95% 的酵母会启动细胞凋亡程序,让自己的细胞快速破裂,并将细胞中的营养留给剩下的5%(这部分酵母会形成孢子,等待环境适宜时再次繁殖)

答案或许是,通过个体的早衰、牺牲,保证种群的延续。

20世纪90年代,科学家发现,当感知到环境中的营养不足后,95%的酵母会启动细胞凋亡程序,让自己的细胞快速破裂,并将細胞中的营养留给剩下5%的同类(这部分酵母会形成孢子,等待环境适宜时再次繁殖)。许多动物感知到环境中的压力时,也会启动类似酵母的“早衰机制”,以牺牲个体的方法保证种群能够存活。或许这也是果蝇早衰的原因之一。

本文刊登于《大自然探索》2023年11期
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