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PLoS Biol:科学家观察垂死蠕虫体内扩散着“死神蓝光”

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来源:腾讯科学 2013-08-01 11:24

显微镜下很容易观察到蓝色荧光穿过蠕虫内脏,“死神”如何悄然接近 据英国每日邮报报道,目前,英国科学家观察到死亡像波浪一样在蠕虫身体中扩散,一种神秘的蓝色荧光在细胞之间穿行,直到蠕虫完全死亡。 来自维康基金会和生物技术与生物科学研究委员会(BBsrc)的研究人员将蓝色光穿过蠕虫身体比作死神逐渐接近,他们认为这项研究将最终证实是一种有效的模型,用于理解人们的死亡,或许最终将使人们延年益寿。

显微镜下很容易观察到蓝色荧光穿过蠕虫内脏,“死神”如何悄然接近

据英国每日邮报报道,目前,英国科学家观察到死亡像波浪一样在蠕虫身体中扩散,一种神秘的蓝色荧光在细胞之间穿行,直到蠕虫完全死亡。

来自维康基金会和生物技术与生物科学研究委员会(BBsrc)的研究人员将蓝色光穿过蠕虫身体比作死神逐渐接近,他们认为这项研究将最终证实是一种有效的模型,用于理解人们的死亡,或许最终将使人们延年益寿。

当个别细胞死亡,将引发一个化学链反应,导致细胞成分和堆积的分子残骸出现分解。之前科学家已充分理解这种细胞等级的分子机制,但是我们却很少知道死亡如何在生物体生命末期扩散。

研究人员很容易在显微镜下观察蓝色荧光波穿过蠕虫内脏,死亡是如何逐渐接近的。这项研究发表在《科学公共图书馆·生物学》期刊上,揭晓这种荧光是叫做“细胞坏死”的一种细胞死亡路径所产生的,它依赖于钙传递信号扩散穿过微生物身体。

英国伦敦大学学院健康衰老研究所的大卫-盖姆斯(David Gems)教授负责这项研究,他说:“我们发现一种自毁式化学路径,在蠕虫体内传播细胞死亡,期间我们观察发现蓝色荧光穿过整个身体。它像一个蓝色死神,在微生物体内传播扩散直至生命终结。我们发现当阻挡这个路径时,我们能够延迟死亡,但无法减缓年龄衰老所致的死亡现象。”

这种机制类似于哺乳动物的活跃性,证实蠕虫可作为有用的模型来理解人类细胞死亡。这种蓝色荧光的来源曾被认为是一种叫做脂褐质的物质,它释放类似的彩色光线,并且与衰老密切相关,因为它积累了越来越多的分子损伤。

然而,目前科学家认为另一种分子——氨茴酸,是蓝色光线的来源,该研究表明脂褐质与神秘的蓝色光线没有关系。盖姆斯教授称,这项研究暗示衰老仅是分子损伤积累的结果,我们需要聚焦于衰老和死亡过程中的生物事件,有助于我们理解如何中断这一过程。(生物谷 Bioon.com)

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PLoS Biol doi:10.1371/journal.pbio.1001613

Anthranilate Fluorescence Marks a Calcium-Propagated Necrotic Wave That Promotes Organismal Death in C. elegans

Cassandra Coburn, Erik Allman, Parag Mahanti, Alexandre Benedetto, Filipe Cabreiro, Zachary Pincus,  Filip Matthijssens, Caroline Araiz, Abraham Mandel, Manolis Vlachos, Sally-Anne Edwards,  Grahame Fischer, Alexander Davidson, Rosina E. Pryor, Ailsa Stevens, Frank J. Slack, Nektarios Tavernarakis, Bart P. Braeckman, Frank C. Schroeder, Keith Nehrke, David Gems

For cells the passage from life to death can involve a regulated, programmed transition. In contrast to cell death, the mechanisms of systemic collapse underlying organismal death remain poorly understood. Here we present evidence of a cascade of cell death involving the calpain-cathepsin necrosis pathway that can drive organismal death in Caenorhabditis elegans. We report that organismal death is accompanied by a burst of intense blue fluorescence, generated within intestinal cells by the necrotic cell death pathway. Such death fluorescence marks an anterior to posterior wave of intestinal cell death that is accompanied by cytosolic acidosis. This wave is propagated via the innexin INX-16, likely by calcium influx. Notably, inhibition of systemic necrosis can delay stress-induced death. We also identify the source of the blue fluorescence, initially present in intestinal lysosome-related organelles (gut granules), as anthranilic acid glucosyl esters—not, as previously surmised, the damage product lipofuscin. Anthranilic acid is derived from tryptophan by action of the kynurenine pathway. These findings reveal a central mechanism of organismal death in C. elegans that is related to necrotic propagation in mammals—e.g., in excitotoxicity and ischemia-induced neurodegeneration. Endogenous anthranilate fluorescence renders visible the spatio-temporal dynamics of C. elegans organismal death.

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