DNA修复随着年龄的增长而下降 限制了生育能力

甚至蠕虫也有一个滴答作响的生育时钟。UO 生物学家的一项新研究提出了繁殖随着年龄增长而减慢的一个可能原因。年长的蠕虫在制造卵细胞时修复断裂的 DNA 链的效率较低——这是生育必不可少的过程的一部分。

Diana Libuda 实验室的研究人员 在 PLOS Genetics 发表的一篇论文中报告了这一发现。

每个精子或卵细胞的染色体数量只有普通细胞的一半。在减数分裂(形成精子和卵子的细胞分裂过程)期间，亲本细胞必须均匀地分裂它们的 DNA。错误的代价可能很高，因为错误分裂的染色体是出生缺陷的主要原因。

为了做到这一点，细胞使用了一种令人惊讶的策略：它们故意破坏它们的 DNA 链，然后修复它们。

“这是生物学中最惊人的过程之一，”领导这项工作的 Libuda 实验室前研究生 Erik Toraason 说。修复过程“将染色体物理锁定在一起并提供一个组织点”，确保染色体被平均分配。

Toraason 想了解衰老如何影响这些过程。卵子在生物体生命周期的早期就失去了活力，但“这些细胞如此容易老化的原因尚不清楚，”Toraason 说，他现在是普林斯顿大学的博士后研究员。“但被认为重要的因素之一是基因组修复，以及这种修复可能会下降，从而使卵母细胞——发育中的卵子——容易受到缺陷影响的想法。”

事实证明，蠕虫是这些问题的理想试验场。C. elegans 蠕虫通常是雌雄同体的，这意味着每条蠕虫都会产生卵子和精子。但多亏了一种阻止精子产生的基因突变，研究人员可以制造出具有雌性功能的产卵蠕虫。

Toraason 和研究助理 Vikki Adler 使用这个技巧将衰老的影响与精子耗尽的影响区分开来，精子耗尽通常发生在雌雄同体蠕虫衰老时，也会导致生育能力下降。

研究人员发现，精子耗尽似乎会影响雌雄同体蠕虫在其卵细胞 DNA 中产生断裂的速度。但即使在雌性线虫中，修复 DNA 断裂的能力也会随着年龄的增长而下降，这与精子水平无关。

“我们发现，当精子用完时，断裂的形成会发生变化，但断裂修复仅受衰老过程的影响，而不受精子的影响，”Libuda 说。

该团队还不知道为什么这个过程会随着年龄的增长而变化，但至少对于蠕虫来说，这可能与资源的转移有关。在耗尽所有精子的蠕虫中，未受精的卵母细胞有时会成为后代的食物来源。由于卵母细胞不用于繁殖，蠕虫不再需要花费资源来破坏和修复它们的 DNA。

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