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导语
每天，人们都会接触到各种各样的化学物质，包括天然的和合成的。其中一些化合物可能会影响人类的身体发育，利用模式生物可以有效的帮助检测这些化合物。博伊斯汤普森研究所的研究人员利用土壤蛔虫—秀丽隐杆线虫证实，微量的天然化合物可以显着影响生殖发育和寿命。
8月出版的Nature Chemical Biology的封面，展示了成年雄性(水兰色)和雌雄同体(洋红色)秀丽隐杆线虫。
8月份发表在杂志Nature Chemical Biology上的最新研究表明：研究人员发现了一种由雄性线虫以及小量hermaphrodites线虫分泌的化合物，在一定程度上加速了秀丽线虫的产卵速度和死亡速度。
虽然这一发现是在秀丽线虫身上发现的，但人类和其他动物也会产生类似的化合物，并拥有类似的代谢途径。施罗德说：“这也意味着，在人类身上，来自周围环境的或者我们体内的微生物产生微量小分子，都可能会影响我们的青春期时长及衰老的速度。”
这项研究工作是由施罗德实验室的研究助理安德烈亚斯·卢德维格(Andreas Ludewig)发起的，他之前发现，线虫的高种群密度会加速发育，缩短hermaphrodites个体的寿命。同时，鲁文斯基的研究小组发现雄性线虫也会产生类似的影响。两组科学家最终合力发现了一种名为nacq#1的N-乙酰谷氨酰胺的化合物。
实验示意图：与对照组相比，单个雄虫或雌雄同体群体的发育速度更快，寿命更短。（来源：doi: 10.1038/s41589-019-0321-7）
研究人员发现，极低浓度的nacq#1（例如10pmol），可以缩短蠕虫达到性成熟所需的时间。由于早熟，蠕虫在产卵的第一天就多产了30%的卵，在某些环境条件下，对于一个生命周期只有两周左右的物种来说，这是一个显着的优势。
此外，nacq#1可触发休眠秀丽线虫“苏醒”，因此它也可能作为一个信号说明环境有足够的资源供蠕虫生长和繁殖。值得注意的是，nacq#1还显着缩短了大约1/6的蠕虫寿命(13.6天vs 16.3天)。
施罗德说：“研究结果表明，动物为了繁殖的成功而牺牲了寿命，这是一种权衡。”
研究人员进一步确定秀丽线虫用它们的化学感觉器官(类似于鼻子或味蕾)检测到nacq#1，然后这种化合物打开分子信号通路，触发细胞膜表面的激素受体。
“核激素受体调节基因的表达，”鲁德威格说。“这一特殊的受体亚家族在整个进化史中一直高度保守，包括人体内的受体，如协调脊椎动物发育的维生素D受体和肝脏X受体。”
此外，nacq#1的结构与存在于动物体内的许多化合物相似，包括人类汗液中的一种化合物。因为nacq#1及其相关的核受体在线虫和人类之间非常相似，，所以极少量的小分子也可能同样影响人类的发育和寿命。
卢德维格说：“在过去150年里，人们进入青春期的时间越来越早。没有人知道这种趋势的原因，但它可能是由环境刺激造成的。”
研究人员的下一步将是确定连接nacq#1感官感知和核激素受体的分子通路的剩余部分，确定开启和关闭nacq#1感知的基因，并研究类似分子在其他物种中的作用。
参考文献：
BTI Researchers Discover Compound that Speeds Sexual Development and Decline
/explore-bti/news/post/bti-researchers-discover-compound-that-speeds-sexual-development-and-decline/
Ludewig, A.H., Artyukhin, A.B., Aprison, E.Z., Rodrigues, P.R., Pulido, D.C., Burkhardt, R.N., Panda, O., Zhang, Y.K., Gudibanda, P., Ruvinsky, I. and Schroeder, F.C., . An excreted small molecule promotes C. elegans reproductive development and aging.Nature chemical biology,15(8), pp.838-845.
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