一种“永生”水母为生物衰老研究提供线索An “Immortal” Jellyfish Offers Clues into Biological Aging | The Scientist

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.the-scientist.com西班牙 - 英语2025-09-16 01:29:08 - 阅读时长3分钟 - 1132字
本文揭示了多赫尼氏灯塔水母在压力下通过逆转发育阶段实现生物学意义上的永生,并通过基因组研究发现其DNA修复增强机制和端粒维持机制,为抗衰老研究和再生医学提供新方向。科学家比较了该物种与其他水母的基因差异,发现其携带的特殊基因变异可能为细胞重编程和人类长寿研究提供突破点。
永生水母多赫尼氏灯塔水母生物衰老研究细胞转分化基因变异衰老相关基因抗衰老技术再生医学细胞重编程健康研究
一种“永生”水母为生物衰老研究提供线索

在压力条件下,这种水母成体会退行至幼年阶段以避免衰老和死亡。

作者:Sneha Khedkar,《科学家》杂志助理编辑

The Scientist 通讯员,生物化学硕士,曾为《科学美国人》《新科学家》等撰稿


永生水母的发现:多赫尼氏灯塔水母(Turritopsis dohrnii)

1980年代,巴伐斯托罗(Giorgio Bavestrello)和索默(Christian Sommer)在收集水母时偶然发现了一种特殊物种。这种透明水母仅有小指指甲一半大小,其独特的生命周期颠覆了生物学常识。研究显示:当遭遇饥饿、温度变化或机械压力等逆境时,性成熟成年水母会退行成囊胚状组织,最终转化为无性繁殖的水螅体——这相当于蝴蝶返老还童回到毛毛虫阶段。

![图像说明:多赫尼氏灯塔水母生命周期示意图,版权归属已删除]

这项发现引发了生物学界的震动。海洋生物学家皮拉伊诺(Stefano Piraino)指出:“这是对生物学单向发展定律的突破”。后续实验证实,这种发育逆转过程可通过饥饿、盐度变化等应激手段稳定复现。

永生机制的细胞学解析

通过比较实验发现:

  • 仅当水母保留完整外胚层和部分循环管道系统时才能完成转化
  • 电子显微镜揭示了细胞转分化(transdifferentiation)过程:已分化细胞改变命运形成新的组织类型
  • 基因组测序显示其携带特殊基因变异:
  • DNA修复蛋白基因拷贝数增加
  • 端粒维持相关基因存在保护性变异
  • 抗氧化应激基因表达增强

玛利亚·帕斯卡尔-托纳(María Pascual-Torner)团队发现,这种水母的POT1蛋白变异体会减弱端粒酶抑制,这可能解释其端粒稳定性机制。当将该变异导入人类POT1蛋白时,同样观察到端粒结合能力下降。

基因密码与衰老研究

研究重点聚焦1,000余个衰老相关基因:

  • 囊胚阶段检测到DNA修复基因超常表达
  • 寿命相关基因(如sirtuin家族)呈现特异表达模式
  • 热休克蛋白活性维持细胞稳态

伯明翰大学的若昂·马加良斯(Joao Pedro Magalhaes)指出:“这些发现为人类抗衰老技术提供了新思路,未来可能通过基因疗法借鉴其保护机制。”

生物学意义与应用前景

皮拉伊诺教授强调:“虽然这种水母仍会死于疾病或捕食,但其生物永生机制为再生医学提供了活体模型。”当前研究仍面临两大挑战:

  1. 水母培养和基因编辑技术尚不成熟
  2. 需要更多资金支持海洋生物多样性研究

值得注意的是,这种水母通过船舶运输实现了全球扩散,其生物特性使其在逆境中保持存活能力。德州农工大学的米格列塔(Maria Pia Miglietta)认为:“这种自然发生的细胞重编程现象,比人工诱导多能干细胞更具有生理相关性。”

【全文结束】