研究显示,对于秀麗隱杆蟲(C. elegans)来说,种内死亡成员的存在对其行为和生理有深远的影响,导致它们更快地繁殖并缩短寿命。
仅仅是死去的同类的存在就引发了跨物种的强烈反应。
例如,许多昆虫,如蜜蜂和蚂蚁,会本能地将死去的成员从蜂巢中移除,似乎是为了保持巢穴清洁,避免潜在的病原体。
密歇根大学一组研究的结果描述了秀麗隱杆蟲对死去同类的类似厌恶反应。
他们发现,种内死亡成员的存在对其行为和生理有深远的影响,导致蟲子更快繁殖并缩短寿命。
密歇根大学医学院生理学系的马提亚斯·特鲁特曼(Matthias Truttmann)博士是该论文的高级作者,他表示:“我们觉得这是一种独特的机会,可以深入研究秀麗隱杆蟲是如何机制上检测到死去的同类,以及驱动其反应的原因。”该论文发表在《细胞报告》上。
论文的第一作者是研究生和特鲁特曼实验室成员米雷拉·埃尔南德斯-利马(Mirella Hernandez-Lima)。
特鲁特曼的实验室研究随着年龄增长而维持蛋白质功能的正常。
由于相对较短的寿命,秀麗隱杆蟲是研究生命及延长生命的理想模型。
他们最近的研究源于一个观察,即装在一个培养皿中的蟲子会尽可能远离死去的同伴。
团队想知道,这些没有眼睛的蟲子是如何判断它们的同伴已经去世的,是否可能有一种普遍的死亡信号由尸体发出。
为了验证这一点,他们在培养皿的不同喂食区域引入了蟲尸或来自蟲尸分解细胞的液体。
他们观察到秀麗隱杆蟲对这两者表现出强烈的回避行为。
此外,他们发现死亡感知导致暴露的蜈蚣的适应性降低,并短期内增加了产卵。
然后,他们系统地测试了蟲子的感觉神经元,以确定哪些神经元对于死亡的感知是必要的。
他们发现两个对嗅觉信息响应的神经元,AWB和ASH——本质上,蟲子可以嗅出死亡的气息。
具体来说,团队识别出两种代谢物,AMP和组氨酸,这些代谢物通常存在于细胞内,被认为是秀麗隱杆蟲的死亡信号。
特鲁特曼表示:“我们识别的神经元已知与对各种环境信号的行为反应有关。”
“我们现在发现它们还检测到几种通常不在环境中发现的细胞内代谢物。如果它们存在,表明细胞已经死亡,破裂,出现了问题。”
特鲁特曼表示,细胞内代谢物在不应存在的地方出现,很可能是一个进化上保持的死亡信号。
他指出,人类近期的研究发现, undergoing apoptosis(细胞死亡)的细胞释放代谢物,会导致邻近组织的转录变化。
如何检测到这一信号最终转化为健康和行为的变化仍需要进一步研究。