來自Fred Hutchinson癌癥研究中心基礎科學研究分部的科學家在對生殖干細胞在饑餓環(huán)境下的活性機制研究取得新的進展,研究成果文章Starvation Protects Germline Stem Cells and Extends Reproductive Longevity in C.elegans發(fā)表在Science在線版上,。
文章通訊作者是Marc R Van Gilst,,F(xiàn)red Hutchinson癌癥研究中心的助理研究員,1998年于Oregon大學獲得博士學位,,主要從事分子和細胞生物學方面的研究。
在許多種動物中,,人們知道饑餓或嚴格限制熱卡的攝入的作用相當于按下了一個衰老過程的“暫停鍵”,;但是在線蟲類蠕蟲中,饑餓還很像一個對生殖系統(tǒng)的“重設”指令,,可使其新的卵細胞的產(chǎn)生被延后到其生命的非常晚的時期,。
觀察對其它動物(包括人類)進行食物熱卡限制是否也會產(chǎn)生類似的效應是有必要的,但這種聯(lián)想在目前仍然只是一種猜測,。
目前已經(jīng)知道,C.elegans蠕蟲在受到饑餓和壓力時可在其幼蟲期的數(shù)個發(fā)育點出現(xiàn)發(fā)育中止的反應,。Marc研究小組發(fā)現(xiàn)另外一個發(fā)育中止的階段,該發(fā)育中止發(fā)生在性成熟的成蟲在受到饑餓刺激的時候。在這個階段(被稱作成蟲生殖滯育),,受到饑餓對待的蠕蟲的排卵及卵子的成熟會中止,,且其生殖細胞系(即產(chǎn)生新的卵子的那些細胞)中的大多數(shù)細胞會被扼殺,。但是,,這些蠕蟲仍然會保存一些干細胞,,這些干細胞會在蠕蟲開始再次進食的時候產(chǎn)生整個的新的功能性生殖細胞系,。
目前,這些發(fā)現(xiàn)的確切的基本機制仍然不清楚,,但它牽涉到細胞核內的一種叫做 NHR-49的信號傳導受體,,這是蠕蟲中的相當于某些哺乳動物饑餓反應以及調節(jié)排卵的信號傳導受體的對應物,。(生物谷Bioon.com)
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Science August 27, 2009 DOI: 10.1126/science.1178343
Starvation Protects Germline Stem Cells and Extends Reproductive Longevity in C. elegans
Giana Angelo 1 and Marc R. Van Gilst 1*
1 Division of Basic Sciences, Fred Hutchinson Cancer Research Center, 1100 Fairview Ave North, Seattle, WA 98109, USA.
Study of starvation-resistant biological programs has elucidated numerous mechanisms influencing aging. Here, we present the discovery and characterization of starvation-induced adult reproductive diapause (ARD) in C. elegans. ARD differs from the C. elegans dauer diapause in that it enables sexually mature adults to delay reproductive onset 15-fold and extend total adult lifespan at least 3-fold. Effectiveness of ARD requires apoptotic death of the entire germline, except for a small population of protected germline stem cells (GSCs). Upon refeeding, surviving GSCs regenerate a new germline capable of offspring production near the level of nonstarved animals. The starvation-sensing nuclear receptor NHR-49 is required for ARD entry and recovery. Our findings establish mechanisms for preserving stem cell potency and reproductive potential during prolonged starvation.