从生物学的角度来看，这相当于一位 80 岁的老妇人产子：由于基因突变，科琳·墨菲的蠕虫直到生命尽头仍然具有生育能力并产卵。蠕虫的惊人表现进一步证实了以下证据：控制生殖的生物钟与赋予我们传统七十岁寿命的生物钟是分开的。
在 一项新的研究中，普林斯顿大学的分子生物学家墨菲表明，在秀丽隐杆线虫（一种一毫米的线虫，通常用作实验室衰老研究的模型）中，长寿的身体或体细胞激活的基因通路与长寿的卵细胞或卵母细胞中发现的基因通路完全不同。墨菲于 12 月 5 日在丹佛举行的美国细胞生物学学会上介绍了她的研究成果。
“人类衰老的研究人员一直有兴趣研究体细胞衰老，他们也有兴趣研究年龄对生育能力的影响，但总的来说，没有人试图将这两条研究线索联系在一起，”华盛顿州立大学普尔曼分校的生殖生物学家特里·哈索尔德说，他没有参与这项研究。“这是墨菲工作的一个极其重要的方面，因为它将帮助我们这些研究人类生殖的人以不同的方式思考这个问题。”
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长期以来，长寿研究人员一直求助于秀丽隐杆线虫来了解更多关于人类衰老过程的信息。尽管这种 959 个细胞的线虫看起来与人类没有什么共同之处，但许多基因通路在进化过程中得到了保留。因此，许多调节各种过程的基因和蛋白质在秀丽隐杆线虫、小鼠（另一种动物模型）和人类中几乎相同。它们的生殖周期也很相似。中年女性和秀丽隐杆线虫（寿命为两到三周）通常在生命中期很少表现出明显的衰老迹象。然而，女性和蠕虫的卵母细胞衰老得更快，有效地结束了生命后半段的繁殖能力，这在动物王国中是一个相对独特的现象。
秀丽隐杆线虫中的大多数突变会影响寿命和生殖，这使得科学家们认为，体细胞和女性生殖细胞是按照相同的时钟衰老的。但在墨菲的蠕虫中，一种称为转化生长因子β (TGF-β) 的基因突变使得它们在死前都能产生高质量的卵子。
在完成博士后研究期间，墨菲开始研究秀丽隐杆线虫的突变体，它们的寿命和繁殖能力是正常蠕虫的两倍。这些长寿蠕虫的突变降低了一种称为胰岛素样生长因子 1 (IGF-1) 的蛋白质的产生，这种蛋白质有助于驱动细胞生长和分裂。墨菲研究的 TGF-β 突变体比野生型（非突变型）蠕虫繁殖的时间长得多，但与 IGF-1 突变体不同，它们的实际寿命并没有延长。它们的卵母细胞可能很年轻，但它们的身体却衰弱了。
“蠕虫和人类一样，必须身体状况良好才能成功怀孕和生育。如果它们的身体状况不够好，那么它们会在试图产卵或分娩时死亡，”墨菲说。“我认为人类生殖和生殖后寿命之间的相似之处比我们预期的要多。”
这些结果表明，不同的基因控制着秀丽隐杆线虫的寿命和繁殖时间的长短。在她最新的工作中，墨菲想知道生殖和寿命是同一整体基因通路的两个方面还是完全独立的实体。为了回答这个问题，墨菲追踪了 秀丽隐杆线虫 IGF-1 和 TGF-β 突变体以及野生型蠕虫的卵母细胞和体细胞中哪些基因在一段时间内被激活和关闭。
墨菲发现，在衰老的野生型秀丽隐杆线虫中看到的正常基因激活模式在 IGF-1 突变体的体细胞和卵母细胞中被逆转。在 TGF-β 突变体的卵母细胞中，基因激活也被逆转。由于基因帮助它们在更长的时间内产生更高质量的卵子，TGF-β 突变体的繁殖时间是对照蠕虫的两倍。然而，当墨菲比较同一蠕虫的卵母细胞和体细胞中关闭和开启的基因时，她发现两组完全不同的基因控制着秀丽隐杆线虫的卵母细胞和体细胞的衰老。那些帮助体细胞活得更长、衰老得更慢的基因维持了细胞膜和蛋白质的质量。然而，与卵母细胞长寿相关的基因则保留了染色体和 DNA 的完整性。
“TGF-β 通过更好地维护它们的 DNA、染色体和染色质结构（所有这些都与细胞的 DNA 成分有关）来延长生殖时间。这与我们看到的调节体细胞衰老的基因通路完全不重叠，”墨菲说。维护蛋白质和细胞膜质量的基因有助于驱动体细胞的寿命，因为这些细胞的首要任务是保持现有功能，而不是产生大量新细胞。
“导致人类女性卵母细胞质量下降的原因是染色体异常，”哈索尔德说。“20 多岁的女性怀上染色体异常胚胎的可能性低于 5%。对于 40 多岁的女性来说，这种可能性可能高达 50%。” 他说，与人类一样，秀丽隐杆线虫的卵母细胞也会随着衰老而出现染色体异常增加。
随着越来越多的女性将生育年龄推迟到 30 多岁甚至更晚，了解卵母细胞如何衰老对于帮助女性拥有健康的宝宝至关重要。但墨菲工作的重要性不仅限于生育和分娩。墨菲说，通过了解不同细胞如何衰老，研究人员有一天不仅可以延长生殖时间，还可以延长寿命和器官功能。