线虫揭示细胞衰老和长寿之谜

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导语 线虫是袋形动物门(Aschelminthes)线虫纲(Nematoda)所有蠕虫的通称,系动物界中数量最丰者之一,寄生于动、植物,或自由生活于土壤、淡水和海水环境中,甚至在醋和啤酒这样稀罕的地方亦可见到。通常呈乳白、淡黄或棕红色。大小差别很大,小的不足1毫米,大的长达8毫米。线虫生活在土壤间水层,成虫体全长只有 0.1 公分,因以微小的生命体,活着的微生物为食物,所以在实验室中极易培养。又因为全身透明,研究时不需染色,即可在显微镜下看到线虫体内的器官如肠道、生殖腺等;若使用高倍相位差显微镜,还可达到单一细胞的分辨率。

线虫的太空之旅

我是一条线虫,但不是你想象中的寄生虫,你可以叫我的英文名字:C.elegans。我坐着神八飞船,在太空进行了长达十六天半的旅行。
自然状态下,我生活在泥土中,以细菌为食。成年后身长约1毫米,人类在显微镜下才能看清。我通体透明,长得不好看。可大连海事大学环境系统生物学研究所孙野青教授和同事们,却常夸我是“可爱美丽的小天使”,还给我起了个好听的名字:秀丽隐杆线虫。 不是吹牛,我是天生的“航天员”。在空间生命科学领域,我的家族可谓声名远播。从1975年开始,我的同类就先后搭载美国国家航空航天局的航天飞机邀游太空。 为什么选择我们呢?一是因为我们在-80℃长期冻存后仍能恢复活力,是目前已知的唯一能低温冻存的多细胞真核动物。我在逆境时进入休眠期,像熊冬眠一样,不发育、不吃东西,时间可以长达2个月左右。二是我们基因组很小,仅为人类基因组的3%,但有约40%的基因与人类同源。据科学家们说,我们身上很多调控发育的基因和人类很相似,一旦研究清楚在空间辐射环境或空间辐射和微重力同时存在的环境下,我们的这些基因是如何变化的,将给航天医学及空间辐射损伤预警做出巨大贡献。 因此,我们在太空中要接受辐射,再把这些辐射损伤的印记带回来。所以我们在地面不能有任何损伤,坐飞机时都不能过安检,临上太空前还要在航天城“集训”两周,看我们能否顺利登舱。 这次上太空,我的“房子”是德国航空航天中心DLR研制的SIMBOX(生物支持系统实验盒)内的38个小盒子之一,大约18ml。这么小的空间,却住了十万伙伴。SIMBOX可不简单,它的里面安装了1g的离心装置,模拟地球的引力。我们分成两组,分别被装入在1g的离心机上和附近固定的房子里,有些伙伴只接受空间辐射,有的既接受空间辐射又感受微重力的。当返回地球后,我们就可以被比较分析变化的差别。我们屏住呼吸,停止发育,把空间环境影响的印记尽量留在身上。

线虫RNA及功能基因探求

  1. 中科院研究阐明线虫同源基因atg-16遗传和生化作用

    2013年9月24日,中国科学院生物物理研究所的张宏课题组在线发表了论文,刊在《Autophagy》杂志上。该研究对线虫同源基因atg-16进行深入的遗传和生化分析,阐明了Atg16在多细胞生物中的功能。
  2. Nature子刊:体细胞研究新技术实现条件性基因突变

    线虫一直以来是重要的模式动物。2013年8月,中国科学院生物物理研究所欧光朔课题组在《Nature Biotechnology》杂志发表了利用TALEN (Transcription activator-like effector nuclease)技术在线虫体细胞中实现条件性基因突变的研究方法,突破了线虫研究中的技术瓶颈。
  3. 我国学者新发现颠覆DNA甲基化经典理论

    近日,吉林大学人兽共患病研究所和华大基因研究院通过合作,首次在旋毛虫基因组中发现了甲基转移酶,并证实了DNA甲基化的存在,改写了长期以来认为线虫中没有该种表观遗传修饰的历史。相关成果发表于《基因组生物学》。
  4. JBC:北生所张宏研究组解析线虫细胞自噬基因

    来自北京生命科学研究所等处的研究人员发表了题为“Differential function of the two Atg4 homologues in the aggrephagy pathway in C. elegans”的文章,发现了线虫中的Atg4的两个同源基因在细胞自噬过程中表现出了不同的剪切活性,同时存在着一定程度的功能丰余性。相关成果公布在Journal of Biological Chemistry杂志上。
  5. 研究揭示线虫piRNAs的功能、靶点和进化

    6月14日,Science杂志在线报道了线虫piRNAs研究最新进展。Piwi-相互作用RNA(piRNAs)是维持生殖细胞系完整性和可育性所必须的一类小分子RNA,但其作用机制尚不明确。
  6. 21U-RNAs——奇特的第三类线虫小RNA

    小RNA在动物和其它真核细胞中发挥重要的基因调节作用。最近,来自Whitehead生物医学研究所、霍华德休斯医学研究所、麻省和霍华德Broad研究所的研究人员,利用高通量测序技术彻底地对已知的秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)约40万小RNA进行了测序。研究结果刊登于最新一期《CELL》封面。 除了出18个mic
  7. 秀丽隐杆线虫SID-2是环境RNA干扰(RNAi)所必须

    在6月11日的《PNAS》网络版上,来自哈佛大学分子和细胞生物学系的研究人员发表的论文证实秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)SID-2是环境RNA干扰(RNAi)所必须的。

线虫蛋白研究进展

  1. 陈觉教授发Nature文章揭示P-糖蛋白结构

    陈觉教授发Nature文章揭示P-糖蛋白结构

    近日来自普渡大学、霍华德休斯医学研究所的研究人员发表了题为“Crystal structure of the multidrug transporter P-glycoprotein from Caenorhabditis elegans”的文章,报道了来自秀丽隐杆线虫的多药蛋白P-糖蛋白(P-gp)的晶体结构。相关研究成果公布在Nature杂志上。
  2. 日本实现线虫内Ras蛋白状态的可视化

    日本实现线虫内Ras蛋白状态的可视化

    日本九州大学和东京大学的一个联合研究小组日前说,他们利用长约1毫米的线虫进行的实验中,首次成功看到活体生物体内蛋白质变化的情况。 九州大学助教广津崇亮等研究人员对线虫头部嗅觉神经中负责传递气味信号的Ras蛋白质进行了研究。他们通过基因操作,将一种发光颜色会随Ras蛋白质状态变化而
  3. PLoS ONE:线虫EIF-3.K促进程序性细胞死亡的机制

    PLoS ONE:线虫EIF-3.K促进程序性细胞死亡的机制

    程序性细胞死亡对后生动物的发育及体内平衡至关重要,该过程中最重要的一步是半胱天冬酶(caspase)的激活。在秀丽隐杆线虫中,细胞死亡核心调节因子EGL-1(是一种含有BH3结构域的蛋白)、CED-9 (Bcl-2)及CED-4 (Apaf-1)作用在一个抑制性级联反应来激活CED-3 caspase。 近日,来自国立台湾大学的研究人员发现,
  4. 刘平生等确定线虫脂滴的标记蛋白

    刘平生等确定线虫脂滴的标记蛋白

    4月9日,分子细胞蛋白质组学杂志 Molecular Cellular Proteomics 在线发表了中科院生物物理研究所刘平生研究组的成果,首次纯化了线虫脂滴并完成了蛋白质组学研究,确定了线虫脂滴的标记蛋白。
  5. 华中科大发现调控线虫抉择行为的神经回路新模式

    华中科大发现调控线虫抉择行为的神经回路新模式

    来自华中科技大学生命科学与技术学院,中科院生物物理所的研究人员发表了题为“Dissecting a central flip-flop circuit that integrates contradictory sensory cues in C. elegans feeding regulation”的文章,通过分析感觉信号调控线虫进食行为的中枢翻转回路,发现了一种新的调控线虫抉择行为的神经回路模式。这对于深入了解进
  6. Nat. Neurosci:日研究发现促神经再生线虫蛋白质

    Nat. Neurosci:日研究发现促神经再生线虫蛋白质

    3月4,日本名古屋大学研究生院教授松本邦弘和同事在英国期刊《自然—神经学》( Nature Neuroscience )网络版上报告说,他们研究了线虫体内约1.5万个蛋白质,发现在神经细胞外部诱导这种细胞增殖的分泌蛋白和位于神经细胞膜内的受体蛋白,在轴突再生方面发挥着重要作用。这两种蛋白质的结合,可帮助
  7. PNAS:线虫精氨酸对称双甲基化酶的晶体结构

    PNAS:线虫精氨酸对称双甲基化酶的晶体结构

    12月5日,美国《国家科学院院刊》( PNAS ) 在线发表了中科院生物物理研究所许瑞明、龚为民、刘迎芳研究组以及遗传发育所鲍时来课题组合作的最新研究成果Structural Insights into Protein Arginine Symmetric Dimethylation by PRMT5。 组蛋白甲基化是表观遗传学的核心内容之一,主要包括赖氨酸和精氨酸的甲基化修饰。相对

线虫细胞程序性死亡及发育过程探索

  1. 中科院发现秀丽隐杆线虫细胞自噬对程序性细胞死亡过程起促进作用

    中科院发现秀丽隐杆线虫细胞自噬对程序性细胞死亡过程起促进作用

    中国科学院生物物理研究所的张宏课题组对秀丽隐杆线虫细胞自噬活性研究发现,细胞自噬能够促进程序性细胞死亡过程。相关文章发表于2013年11月3日的《Autophagy》杂志上。
  2. 生物物理所揭示脂筏结构参与秀丽线虫精子激活过程

    生物物理所揭示脂筏结构参与秀丽线虫精子激活过程

    近期,中国科学院生物物理研究所苗龙研究小组课题组发现,胆固醇和糖鞘脂的合成是秀丽线虫精子细胞活化过程的必须因素。相关研究成果发表在《BBA - Molecular and Cell Biology of Lipids》期刊上。
  3. PNAS:董梦秋等揭示线虫精细胞活化过程中的重要因子

    PNAS:董梦秋等揭示线虫精细胞活化过程中的重要因子

    近日,北京生命科学研究所董梦秋实验室、中科院生物物理所苗龙实验室以及计算所pFind研究组在国际著名杂志PNAS上在线发表题为 “Nematode sperm maturation triggered by protease involves sperm-secreted serine protease inhibitor (Serpin)”的论文,文章揭示了线虫精细胞的激活机制和精子竞争的机制。
  4. Developmental Cell:张宏等研究线虫自体吞噬过程获新进展

    Developmental Cell:张宏等研究线虫自体吞噬过程获新进展

    近日,来自北京生命科学研究所的研究人员在新研究中证实线虫中的PI3P结合蛋白EPG-6在自体吞噬(autophagy)过程中发挥着重要作用。这一研究成果于7月28日在线发表在著名生物学杂志《细胞》(Cell)旗下的子刊《发育细胞》(Developmental Cell)杂志上。

线虫模型——秀丽隐杆线虫

  1. PLos one:秀丽隐杆线虫为模型研究药物吸收代谢规律

    PLos one:秀丽隐杆线虫为模型研究药物吸收代谢规律

    中科院昆明植物所罗怀容研究组以秀丽隐杆线虫为模型研究线虫对于脂溶性和水溶性药物的吸收效率,研究揭示了线虫不同给药方式下药物吸收代谢的规律。研究结果发表在"PLoS ONE"上。
  2. Dev. Dynam.:一种线虫具有与传统模式完全不同的神经系统再生

    Dev. Dynam.:一种线虫具有与传统模式完全不同的神经系统再生

    人类大脑或脊髓损伤后,一般都会导致终身残疾,周围神经系统能否再生全凭运气,但在生物界,神经系统能以一种完全不同的方式重新修复。 澳大利亚和美国研究人员联合研究发现,一种线虫具有与传统模式完全不同的神经系统再生机制,新机制对人类神经系统修复具有重要意义。该研究发表在《发育

线虫揭示细胞衰老和长寿之谜

  1. Nature一种染色素物质可延长线虫寿命

    人们一直在寻找能延长寿命的物质,英国《自然》杂志网站刊登一项最新研究说,一种常被用作染色素的物质可能具有这种效果。对线虫的实验显示,这种物质可以将其寿命平均延长60%。 美国和瑞典研究人员报告说,生物的机体组织之所以衰老,常常是因为一些已经变形而变得有害的蛋白质堆积而引起,
  2. 线虫实验显示微量锂元素有助延年益寿

    德国耶拿大学科研人员最新公布的一项研究结果表明,摄入微量锂元素有助于一种线虫延年益寿。
  3. Aging Cell控制饮食可延长线虫寿命

    法国国家科研中心研究人员1月28日报告说,他们通过实验发现,控制线虫的饮食可以大大延长这种生物的寿命。这一发现对哺乳动物也有借鉴意义。 研究人员在英国最新一期《衰老细胞》(Aging Cell)杂志上介绍说,无论是人还是动物,其寿命的长短在很大程度上取决于周边环境和生活方式,其中饮食作用
  4. 线虫繁殖时细胞“返老还童”机制

    法国国家科研中心日前发表公报说,该机构的科研人员通过观测一种线虫的受精过程,发现这种动物繁殖时部分细胞“返老还童”的机制,这一研究成果有助于了解衰老的原理和与之相关的疾病。 公报指出,蛋白质是构成生物细胞的主要成分,然而随着时间流逝,蛋白质会逐渐氧化,从而导致衰老。此前
  5. JBC:线虫体内有控制寿命长短的蛋白质

    日前,美国托马斯杰弗逊大学生物化学和分子生物系研究人员发现一种叫做"Caenorhabditis elegans"(优发国际大辞典 提供翻译)线虫体内单一蛋白质水平可以确定它们寿命的长短。天生不具备这种抑制蛋白(arrestin)的线虫寿命比正常线虫长三分之一,而那些抑制蛋白数量是正常3倍的线虫则寿命短三分之一。 研究人
精彩看点: 线虫的太空之旅 RNA及基因 线虫蛋白 细胞自噬 秀丽隐杆线虫 解密细胞衰老
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