elife：幹細胞基因組揭示衰老的秘密

2018年2月16日 訊 /生物谷BIOON/ --最近，來自HHMI的研究員Yukiko Yamashita等人發現果蠅的精元幹細胞能夠通過一種特殊的遺傳策略在代際之間維持年輕的狀態。一般來說果蠅基因組的的特定結構會隨著年紀的增長而不斷縮短，而對於一些生殖細胞來說，它們則能夠修復基因組的這種縮短的趨勢。相關結果發表在最近一期的《elife》雜誌上。

在這項研究中，作者等人重點研究了核糖體DNA（rDNA）中的相關基因，這些基因攜帶編碼合成核糖體的信息。

與其它單獨存在的基因不同，rDNA基因重複存在於基因組中的多個位點。以人類為例，rDNA基因存在於5條染色體上，每一個染色體上都有數百個拷貝。這種遺傳重複使得細胞能夠產生足夠的合成核糖體的材料。

但這種重複是存在代價的。"隨著細胞周期的不斷進行以及代際的更替，這些重複的序列將會不斷地丟失，最終在染色體上消失"。

這種現象與酵母的衰老之間存在相關性，但對於多細胞生物來說，rDNA與衰老之間的相關性並不清楚。作者等等人通過對果蠅睾丸中的幹細胞中的rDNA基因進行檢測。精元幹細胞能夠不斷地分裂與分化，即在形成精子的同時產生自己的複製體。

在果蠅中，rDNA基因存在於X以及Y染色體上，與年輕的雄性果蠅相比，老年的雄性果蠅Y染色體上rDNA基因數量會明顯下降。

此外，rDNA的數量下降的趨勢會在代際之間不斷地傳遞。例如，老年雄性果蠅（40天）會將其數量下降後的rDNA基因傳遞給自己的子代。那麼子代果蠅攜帶的rDNA的拷貝數就會低於年輕父親的子代。

不過，作者發現在很多情況下rDNA的丟失趨勢會自我修復。"這一現象是我們此前沒有預期到的"，作者說道。作者稱rDNA自我修復的機制或許是精細胞能夠在代際之間不斷傳遞而不會退化的關鍵。不過，研究者們並不清楚這一現象會不會同樣存在於雌性個體中。

儘管還需要更多的工作，作者稱這一現象有可能同時存在於人體中，包括幹細胞以及癌細胞在內。對於永生化細胞來說，他們或許具有相同的修復rDNA拷貝丟失的能力。（生物谷Bioon.com）

原始出處：Kevin L Lu et al.Transgenerational dynamics of rDNA copy number in Drosophila male germline stem cells,eLife(2018). DOI: 10.7554/eLife.32421

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