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Jun 05, 2023
C.エレガンスの老化は自己によって加速される
Nature Communications volume 14、記事番号: 4381 (2023) この記事を引用 3815 アクセス 97 Altmetric Metrics の詳細 生殖後の C. エレガンスでは、破壊的な体細胞バイオマスの再利用
Nature Communications volume 14、記事番号: 4381 (2023) この記事を引用
3815 アクセス
97 オルトメトリック
メトリクスの詳細
生殖後の C. エレガンスでは、破壊的な体細胞バイオマスの再利用が卵黄の生産をサポートしており、卵黄は排出され、幼虫の子孫の食料として機能することが最近示されました。 これは、太平洋サケなどの単生生物に典型的な自殺的な生殖努力（生殖死）を彷彿とさせます。 C.エレガンスが生殖死を示す可能性を探るため、我々はCaenorhabditis属およびPristionchus属の兄弟種ペアを雌雄同体および雌と比較した。 われわれは、卵黄の排出と主要な解剖学的変化を伴う構成的初期病理が雌雄同体でのみ発生し、これも寿命が短いことを報告する。 さらに、生殖系列の除去により老化病理が抑制され、寿命が著しく延びるのは雌雄同体だけです。 これは、線虫が生殖細胞系列の除去によって抑制される生殖死を示すという仮説と一致しています。 これが正しければ、これは C. elegans とほとんどの高等生物の間の老化プロセスに大きな違いがあることを意味し、C. elegans の老化における並外れた可塑性を説明できる可能性があります。
老化のメカニズムは、一回生殖と反復生殖の生活史を持つ生物の間で異なる可能性があります。 単生種は、生殖エピソードを 1 回だけ示します。これには、急速な死 (生殖死) につながるほどの激しい生殖努力が伴うことがよくあります 1,2。 一回生殖による生殖死を示す生物は、単子実性植物から太平洋サケまで多岐にわたります。 対照的に、ほとんどの哺乳類を含む反復生殖種は、複数回の生殖が可能であり、より緩やかな老化プロセスを経験します。
セメルパリティという用語の意味を正確に言うと、すべてではありませんが、単一の生殖エピソードを持つ一部の生物は生殖死を示しますが、セメルパリティという用語は、特に生殖死を示すセメルパリティ生物を指すのによく使用されます。 同時に、生殖エピソードが 1 回だけの生物における生殖死の発生は、この用語の第 2 の意味でのセメルパリティの決定的なものとなります。
1970 年代後半以来、線虫 Caenorhabditis elegans が老化の原因を理解するためのモデル生物として集中的に使用されてきました。 これにより、この種の老化における著しく高度な可塑性が発見され 3,4,5 、寿命が最大 10 倍増加することが観察されました 6。 C. elegans は、老化病理の重症度および特異な早期発現においても異常であり、特に生殖に関与する器官に影響を及ぼします 7、8、9、10、11、12。 生殖後の C. エレガンスの雌雄同体では、腸のバイオマスが卵黄に変換され、腸の萎縮と卵黄の蓄積を引き起こします 9,13。 私たちは最近、生殖後の母親が卵黄を排出し、それが乳（または「卵黄ミルク」）として機能し、幼虫の子孫がそれを消費して成長と生殖をサポートすることを示しました14。
バイオマスの再利用が臓器の変性を促進するこのタイプの自己破壊的な生殖努力は、生殖死を迎える単生生物でよく発生します。 生殖細胞系列を除去すると、C. elegans と太平洋サケの両方で寿命が大幅に延長され、後者の場合は生殖死亡が抑制されます 5,15。 単一の生殖エピソードと併せて考えると、これらの観察は、C. elegans の寿命の顕著な可塑性が生殖死亡の抑制の関数である、つまりこの種が単生である可能性を提起します。
さらなる仮説の可能性は、雌雄同体の結果として C. elegans で生殖死が進化したということです。 Caenorhabditis 属の線虫種は、ほぼ同数の雌と雄を含む性腺性であるか、または自家受精する雌雄同体とまれに雄を含む両雄異体性です 16。 前突性雌雄同体（最初に精子が生成され、次に卵母細胞が生成される）により、C.エレガンスは新しい食物パッチに急速に定着することができますが、その代償として、自己精子の枯渇により生殖期間が短くなります16,17。 体細胞バイオマスを卵黄に変換して子孫に与える能力により、生殖後の C. エレガンスはこのコストを削減し、包括的な適応度を促進できる可能性があります 14。 もし正しければ、これは、雌雄同体カエノラブディティスでは生殖死亡が起こるが、雄との交配による義務的生殖がより長い生殖期間をサポートする雌では起こらないことを予測する。