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卵细胞有长寿蛋白!这就是长期保持生育能力的奥秘
【字体: 大 中 小 】 时间:2024年07月11日 来源:AAAS
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马克斯普朗克多学科科学研究所的研究人员发现,卵巢中寿命极长的蛋白质可以保持哺乳动物卵细胞的健康,并长期保持生育能力
雌性哺乳动物——包括人类——所有的卵细胞都是与生俱来的。在女性的100万到200万个卵细胞中,大约有400个在绝经前成熟并可以受精。因此,一些卵细胞可以存活几十年,并且需要在这么长的时间内保持功能。来自哥廷根大学(德国)的研究小组在对小鼠的实验中发现,卵巢中寿命极长的蛋白质似乎在其中发挥了重要作用。这些长寿的蛋白质似乎有助于尽可能长时间地维持生育能力。
马克斯普朗克多学科科学研究所(MPI)主任Melina Schuh解释说:“卵细胞需要在女性的整个生殖周期中保存下来,这样它们才能发育成健康的胚胎。”即使在只能繁殖一年多的小鼠身上,卵细胞的寿命也比蛋白质的平均寿命长得多。活细胞在几天内就能循环利用大部分蛋白质。然而,根据细胞类型和功能的不同,并不是所有的蛋白质都以相同的速度降解。
卵巢中有许多寿命极长的蛋白质
Schuh的团队与小组组长Juliane Liepe和Henning Urlaub领导的团队一起,现在已经定量地研究了长寿命蛋白质在卵巢中出现的频率。在他们的实验中,研究人员将各种生化和分子方法与数学建模相结合。“这种多学科方法使我们能够观察小鼠卵巢和卵母细胞中的蛋白质,以确定蛋白质的年龄,”马克斯普朗克研究小组组长Liepe说。科学家们还通过记录近8900种卵巢蛋白质的清单,分析了蛋白质的丰度是如何随时间变化的。
结果是:卵巢含有大量的长寿蛋白质——比其他组织都多,甚至比大脑还多。这些稳定的蛋白质不仅存在于卵子本身,也存在于卵巢的其他体细胞中。
“许多长寿蛋白具有保护功能,例如修复DNA或保护细胞免受损伤,”Urlaub解释说,这些分子折叠助手,被称为伴侣,防止错误折叠的蛋白质聚集和破坏细胞过程。科学家的实验表明,伴侣蛋白在卵巢中非常稳定,并且比在大脑中更能防止聚集。类似地,卵细胞的能量源——线粒体——含有特别稳定的蛋白质。由于线粒体是由母亲传给后代的,因此这些细胞器保持健康是至关重要的。
随着年龄增长,长寿命蛋白质减少
“然而,卵巢和卵细胞中许多长寿蛋白质的浓度随着年龄的增长而下降。相反,与急性炎症或免疫反应相关的蛋白质会随着时间的推移而增加,”Schuh报告说。这与之前的研究结果一致,即炎症反应在老年女性的卵巢中更常见。
“复杂的卵巢蛋白网络发生了变化。卵巢和卵细胞中长寿命蛋白质的逐渐消失或许可以解释为什么雌性哺乳动物在一定年龄后生育能力会下降。”