父代年龄越大,子代寿命越短?从基因的端粒长短来看
从从年幼到年老的雄性斑胸草雀
研究人员试图剖析年老父亲对子代寿命的影响。一项研究发现,年老父亲的子代端粒较长,这可能意味着更佳的健康状况及更长的寿命;而也有研究发现,年老父亲的子代患精神疾病的风险会更高。到目前为止,鲜有动物实验直接研究父亲年龄是否对子代的端粒长度和寿命有所影响。
一组研究人员最近发现,与那些拥有年轻父亲的斑胸草雀相比,年老父亲交配形成的鸟胚胎端粒更短。2018年3月14日发表在《英国皇家学会学报B》上的这项研究,是第一批通过实验方法探讨父亲年龄是否会影响子代端粒长度的研究之一。
丹·艾森伯格(Dan Eisenberg)是华盛顿大学的一名人类学家,他致力于研究人类及黑猩猩的父亲年龄对子代端粒长度的影响,他在给《科学家》杂志的电子邮件中写道:“这项研究的实验设计着眼于父亲年龄对斑胸草雀胚胎的端粒长度的影响,研究结果的可信度也较高。”
比戈大学的约瑟·诺格拉(Jose Noguera)和格拉斯哥大学的同事们一起培育了32只中年雌性斑胸草雀,让它们分别与16只4个月大的雄性雀和16只4岁的雄性雀交配繁殖。研究团队共收获了139枚雀蛋,他们在人工孵化几天后分析了这些胚胎的端粒长度。
诺格拉表示,研究人员之所以选择斑胸草雀作为研究对象,部分原因是这些鸟与人类在端粒动态变化方面有很多相似的地方,比如子代胚胎端粒随着父亲年龄的增长以及产前因素的影响而变短。由于这些鸟的寿命相对较短,一般在5到8年之间,因此,诺格拉和同事们可以测试出鸟类父亲年龄对子代寿命的影响。根据诺格拉的说法,斑胸草雀是探究“端粒长度影响因素”一个很好的模型,因为这些鸟早期的端粒长度是它们寿命的一个重要指标。
研究团队发现,与那些拥有年轻父亲的斑胸草雀相比,年老父亲交配形成的鸟胚胎端粒长度短10%。而父亲年龄对雀蛋体积大小、一窝蛋的数量及胚胎的存活则均无影响。
研究人员还培育了44对不同年龄的斑胸草雀,从每一窝中饲养一只斑胸草雀,并在2012年至2017年期间跟踪调查它们的寿命。研究发现,父亲或母亲年龄较大的斑胸草雀寿命较短,但年老父亲对子代寿命的负面影响则更为显著。年老父亲的子代中,只有5%存活到一岁,而年轻父亲的子代中,则有近80%存活到一岁。
比利时根特大学致力于研究衰老基因组学的蒂姆·德梅耶尔(Tim de Meyer)说:“这是一项特别精心设计的研究,为研究父亲的年龄效应开辟了新的途径。”
这项研究还无法确定,较短的端粒是否直接导致了年老父亲的子代斑胸草雀寿命缩短。比戈大学的阿尔贝托·贝兰多(Alberto Velando)在给《科学家》杂志的电子邮件中写道:“尽管不能排除父亲年龄对后代寿命的影响是由于包括端粒序列在内的生殖系基因组的集体退化,但这项研究提供了强有力的证据,证明了端粒可能导致子代寿命的缩短。”
贝兰多表示,人类和斑胸草雀的研究结果存在差异,可能是由于短寿命物种和长寿命物种之间端粒调控机制的不同。他写道:“这种差异也可能是因为只有拥有长端粒年老父亲的子代才能存活下来。我们需要更多的研究解释这些复杂的结果。”
诺格拉目前正进行着更多的实验,以进一步分析母亲和父亲的年龄对子代端粒长度的影响,包括研究年老父母对子代基因组其他方面的影响,如表观遗传标记和DNA损伤。
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