Science：線蟲的“殺妻”機制
日期：2013-12-23 10:13:08
普利斯頓大學的研究人員發現，雄性線蟲的精子和精液，會使雌性線蟲在生產后皺縮和死亡，文章于十二月十九日發表在Science雜志上。研究人員認為，這種致死效應是為了減少其他雄性獲得配偶的機會，增加雄性線蟲的遺傳優勢。
研究顯示，雄性線蟲的精子和精液分別觸發兩條通路，導致雌性線蟲脫水，過早衰老和死亡。“雌性壽命的減少在三分之一到一半之間，”文章的資深作者，副教授Coleen Murphy說。
這種現象符合自然界常見的雄性競爭，Murphy說。“雄性要將自己的基因組傳遞下去，而這有時以雌性的生命為代價。”
此前也有研究描述過線蟲的“殺妻”現象，不過，這項新研究首次闡明了線蟲的機體皺縮，明確了這種現象背后的生物學通路。
研究顯示雄性線蟲利用了，在營養匱乏時延緩衰老的通路。“雄性逆轉了這些通路，加速雌性線蟲的衰老和死亡，”Murphy說。
這項研究是在秀麗隱桿線蟲（C. elegans）中進行的，這是一種廣泛使用的模式生物。正常情況下，雌性C. elegans并不需要雄性，因為它們是雌雄同體的。雌雄同體的線蟲既含有精子也含有卵細胞，不需要接觸雄性就能夠繁殖。
然而，雄性線蟲需要雌性，才能把基因傳給后代。受精后的雌性線蟲，會生出數以百計的后代，這些新生線蟲并不需要母親的照顧。在這種情況下，殺死雌性可以使其無法再與其他雄性交配，使雄性線蟲獲得遺傳優勢。
文章的第一作者史成（音譯Cheng Shi）發現，精液影響的生物學通路，原本可幫助線蟲在困難時期保存能量。細胞核中的轉錄因子DAF-16，是線蟲應對熱/營養匱乏所必需的蛋白。而精液能使該蛋白離開細胞核，導致雌雄線蟲的應激系統無法活化，結果是線蟲的脂肪流失且壽命縮短。
研究人員指出，精子通過另一個通路縮短雌性壽命。雄性線蟲的精子可關閉雌性的DAF-9因子，這種因子負責激活細胞核中，一個涉及DAF-12的激素應激通路，導致雌性線蟲失水、皺縮和壽命縮短。
研究顯示，上述致死作用也發生在非雌雄同體的線蟲中，說明這是一種重要的保守機制。“雄性線蟲能夠利用兩條獨立的長壽通路殺死雌性，”Murphy說。
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