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坏蛋对它的母亲有好处

Image of the transparent roundworm C. elegans透明的秀丽隐杆线虫,在这项研究中使用。

有大量的科学证据表明,母亲的健康会影响孩子的健康。现在,美国西北大学的一项研究颠覆了这种关系:研究人员发现,受精卵的健康状况决定了母亲的功能健康状况,这对健康衰老、抗压力和抑制蛋白质损伤具有重要意义。

从本质上讲,一个坏鸡蛋的好处在于保护母亲免受细胞压力,确保她活得更久,身体足够健康,能够繁衍下一代。

该研究小组由分子生物学家理查德·森本和博士后研究员Ambre J. Sala领导,他们使用一种流行的研究工具——秀丽隐杆线虫来研究孕妇的健康跨度。这种动物的细胞特性和保护机制与人类相似,科学家们利用它来更好地了解人类生物学的各个方面,比如衰老和神经退行性疾病。

利用基因筛检的力量,研究人员发现,如果受精卵的蛋壳受损,就会向母亲发送一个分子信号,保护她免受一种与神经退化有关的人类蛋白质的负面影响。他们发现这个信号也能保护母亲免受环境压力,使她能更好地在逆境中生存。这给了她一个更长的功能健康跨度,所以她有更多的时间来生产健康的鸡蛋。

森本说:“任何物种的成功和未来都取决于其后代的质量。”“现在我们知道,后代的质量保证了母亲的健康。”

森本教授是生物学、衰老和神经退行性疾病等领域的专家,主要研究生物体在分子和细胞水平上如何感知和应对生理和环境应激。他是比尔·库克和盖尔·库克分子生物科学教授,也是西北大学温伯格文理学院莱斯生物医学研究所主任。

孩子和父母之间的沟通是关于蛋白质质量控制的。具体来说,研究人员发现,当蛋壳的卵黄层受损时,受精卵就会发出一个信号,恢复母亲体内的压力恢复能力和蛋白质稳态,或称蛋白质稳态。

卵黄层存在于包括人类在内的所有使用卵细胞的后生动物体内,是包围和保护发育中的胚胎的细胞外外衣。蛋白质稳定是细胞维持蛋白质健康的过程,维持重要蛋白质的折叠和功能,以保持整体健康。

这项研究最近发表在《基因与发育》杂志的网站上。它还将出现在2020年5月出版的《华尔街日报》上。Morimoto是通讯作者,Sala是第一作者。

这些发现是建立在森本实验室早期研究的基础上的,森本实验室研究了动物生殖系统对蛋白质稳态的调节。在2015年的研究中,研究人员发现,秀丽隐杆线虫的成年细胞在动物达到生殖成熟时突然开始走下坡路。在动物开始繁殖后,生殖系干细胞会启动一个基因开关,通过关闭保护细胞的应激反应来启动衰老过程,这种应激反应可以防止发生在阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和其他蛋白质构象疾病中的分子损伤。

在这项新的研究中,森本博士的团队表明,在生殖的成年人中,胚胎和母亲之间的交流也调节着蛋白质的平衡、压力的恢复和母亲的健康寿命。这些结果的一个含义是,不健康的后代通过防止与蛋白质相关的蛋白质损伤的发生来促进母亲的健康寿命,而蛋白质损伤会导致人类神经退行性变。

Morimoto说:“衰老是由于缺乏蛋白质质量控制。”“我们发现,如果蛋壳受损,母鱼能活得更久,有时间产下优质的卵和健康的后代。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)(国立老龄化研究所资助R56AG059579、R37AG026647、RF1AG057296和P01AG054407)和丹尼尔·f·埃达·l·赖斯基金会(Daniel F. and Ada L. Rice Foundation)的资助。

这篇论文的题目是“胚胎完整性调节母体的蛋白稳态和应激弹性”。

主题:研究,温伯格文理学院

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2020/04/a-bad-egg-does-good-for-its-mother/