每天，人们都接触到各种各样的化学物质，包括天然的和合成的，其中一些可能会影响人类的身体发育。测试它们已经被证明是有挑战性的，但是来自博伊斯汤普森研究所的研究人员想出了一个方法。
研究人员利用土壤蛔虫秀丽隐杆线虫(C. elegans)发现，少量的天然化合物可以显著影响性成熟和寿命。此外，他们还发现，由雄性蠕虫分泌的一种化合物——在较小程度上由它们的雌雄同体分泌——可以加速产卵，加速雌雄同体的死亡。
弗兰克·施罗德，艺术与科学学院化学与化学生物学教授，BTI教员，《一个排泄的小分子促进秀丽隐杆线虫的生殖发育和衰老》的联合高级作者，发表于7月18日的《自然化学生物学》。施罗德的团队与西北大学的一个研究团队合作，该团队由分子生物科学教授伊利亚·鲁文斯基(Ilya Ruvinsky)领导。
虽然这一发现是在秀丽隐杆线虫身上发现的，但人类和其他动物产生类似的化合物，并拥有类似的分子途径。
施罗德说:“这也意味着，在人类身上，来自环境的少量小分子，由我们体内的微生物产生，或者作为社会互动的副作用，可能会影响青春期的时间和我们衰老的速度。”
这项工作是由施罗德实验室的研究助理安德烈亚斯·卢德维格(Andreas Ludewig)发起的，他之前发现蠕虫的高种群密度加速了雌雄同体的发育，缩短了它们的寿命。与此同时，鲁文斯基的研究小组发现，男性也会产生类似的影响。
两组科学家合力发现了这种化合物，一种名为nacq#1的n -酰化谷氨酰胺。
研究人员发现，极低浓度的nacq#1，可以降低到10皮摩尔，可以缩短蠕虫达到性成熟所需的时间。由于早熟，蠕虫在产卵的第一天就多产了30%的卵，在某些环境条件下，对于一个生命周期只有两周左右的物种来说，这是一个显著的优势。
此外，nacq#1触发休眠秀丽隐杆线虫“醒来”，因此也可能作为一个信号，表明环境有足够的资源让蠕虫生长和繁殖。
值得注意的是，nacq#1还显著缩短了蠕虫的寿命约六分之一(13.6天vs. 16.3天)。
施罗德说:“研究结果表明，动物为了繁殖的成功而牺牲了寿命，这两者之间存在一种平衡关系。
研究人员进一步确定秀丽隐杆线虫用它们的化学感觉器官(类似于鼻子或味蕾)检测到nacq#1，然后这种化合物打开分子信号通路，触发细胞膜表面的激素受体。
“核激素受体调节基因的表达，”鲁德威格说。“这一特殊的受体亚家族在整个进化史上一直高度保守，包括人类体内的受体，如协调脊椎动物发育的维生素D受体和肝脏X受体。”
此外，nacq#1的结构类似于存在于许多动物体内的许多化合物，包括人类汗液中的一种化合物。
由于秀丽隐杆线虫和人类之间的nacq#1及其相关核受体非常相似，所以极少量的小分子也能同样影响人类的发育和寿命。
卢德维格说:“在过去150年里，人们进入青春期的时间越来越早。“没有人知道这种趋势的原因，但它可能是由环境刺激造成的。”
这项研究得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和美国国家科学基金会(National Science Foundation)的资助。
Aaron J. Bouchie是Boyce Thompson研究所的科学作家。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：http://news.cornell.edu/stories/2019/08/compound-hastens-sexual-maturity-and-death-worms