基因揭示某些石鱼如何活到 200 岁

科学家调查了数十个物种的基因组,以揭示长寿的关键

Yellowtail rockfish with yellow fins fish in a kelp forest in the Pacific Ocean off of the North American coast.

黄尾石鱼在北太平洋北美洲海岸附近的巨藻森林中。

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很少有动物类群能像鱼类那样囊括长寿的极端情况。虽然珊瑚礁侏儒虾虎鱼的寿命不到十个星期,但格陵兰鲨鱼可以存活 500 多年。因此,当加州大学伯克利分校的一组生物学家想要探索衰老的遗传学时,他们拿起了他们的渔具。

他们首选的捕捞对象是石鱼。石鱼分布在从加利福尼亚到日本的沿海水域,是 Sebastes 属中一个色彩缤纷的 120 多个物种的群体。其中一些密切相关的物种只能存活十年。而另一些,例如粗眼石鱼,可以存活 200 多年。

据加州大学伯克利分校生物学家彼得·苏德曼(Peter Sudmant)称,石鱼寿命的多样性为解析长寿背后的遗传学提供了完美的参数。在周四发表在《科学》杂志上的一项研究中,苏德曼及其同事筛选了 88 种石鱼的基因组,并确定了 137 个特定的基因,这些基因延长了粗眼石鱼等物种的寿命。


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一些鱼类的长寿来自于它们的大小和栖息地。在实现更长寿命方面,科学家们发现,较大的生物通常具有优势,因为它们的新陈代谢较慢,并且不易受到捕食。同样,较冷的环境可以减缓生物的新陈代谢:例如,寒冷的水域使格陵兰鲨鱼能够存活几个世纪。

石鱼的寿命。来源:PH Sudmant

该研究证实,一些石鱼通过在海底寒冷的水域中缓慢生长,同时产下新一代,从而采用了这两种策略。“石鱼堪称完美风暴:它们生活在深水中,其中一些老母亲会长得非常大,”苏德曼说。“所有这些因素都在起作用,使它们能够存活很长时间。”

通过比较短命石鱼和长寿物种的基因组,研究人员还能够识别出增加寿命的特定基因。例如,长寿的石鱼拥有更多与修复受损 DNA 相关的基因,这可能使它们比短命的同类更不容易患上某些癌症。研究人员还发现,长寿物种拥有多个旨在调节胰岛素的基因,这种能力与其他动物的长寿有关。另一组称为丁酰胆碱酯酶的基因调节石鱼的免疫系统。苏德曼指出,类似的基因与抑制衰老人类的炎症有关。

虽然这些基因的好处可能会让人联想到科幻小说式的杂交实验,但苏德曼很快就踩了刹车。“我们不会制造出杂交石鱼人类并永生,”他说。然而,这项研究的发现,“使我们有可能思考哪些途径和基因应该成为我们研究人类和我们开发的药物的关键目标。”

对于人类来说,长寿可能是一种渴望,但对于某些石鱼物种来说,长寿是一种要求,加州大学圣克鲁斯分校攻读博士学位的鱼类生态学家萨布丽娜·拜尔说。一些物种需要数十年的时间才能达到生殖成熟期,而且很少有幼虫能长成成鱼。为了应对这种漫长的可能性,雌性石鱼每年需要产生大量的幼虫。根据拜尔的说法,她隶属于国家海洋和大气管理局国家海洋渔业局研究石鱼,并未参与这项研究,年长的雌性比年轻的雌性产生的幼虫数量不成比例地多。“这些石鱼确实有动力长得大,活得长,并产生大量高质量的幼虫,”她说。

许多石鱼在西海岸被商业和休闲捕捞作为食物,对某些物种构成了灭绝的威胁。拜尔说,过度捕捞和环境变化对长寿石鱼物种来说更具灾难性,因为它们通常比短命的同类表现出较低的遗传多样性。“我们不能对这些长寿、生长缓慢的物种施加过大的捕捞压力,”她补充道。“这不是它们所适应的。”

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