研究发现DNA修复随着年龄的增长而下降从而限制了生育能力

甚至蠕虫也有一个滴答作响的生育时钟。年长的蠕虫在制造卵细胞时修复断裂的DNA链的效率较低——这是生育必不可少的过程的一部分。俄勒冈大学(UO)生物学家的一项新研究表明，繁殖速度随着年龄增长而减慢的一个可能原因。

DianaLibuda实验室的研究人员在11月7日发表在PLOSGenetics上的一篇论文中报告了这些发现。

每个精子或卵细胞的染色体数量只有普通细胞的一半。在减数分裂(形成精子和卵子的细胞分裂过程)期间，亲本细胞必须均匀地分裂它们的DNA。错误的代价可能很高，因为错误分裂的染色体是出生缺陷的主要原因。

为了做到这一点，细胞使用了一种令人惊讶的策略：它们故意破坏它们的DNA链，然后修复它们。

“这是生物学中最惊人的过程之一，”领导这项工作的Libuda实验室前研究生ErikToraason说。修复过程“将染色体物理锁定在一起并提供一个组织点”，确保染色体被平均分配。

Toraason想了解衰老如何影响这些过程。卵子在生物体生命周期的早期就失去了活力，但“这些细胞如此容易老化的原因尚不清楚，”Toraason说，他现在是普林斯顿大学的博士后研究员。“但被认为重要的因素之一是基因组修复，以及这种修复可能会下降，使卵母细胞——发育中的卵子——容易出现缺陷的想法。”

事实证明，蠕虫是这些问题的理想试验场。C.elegans蠕虫通常是雌雄同体的，这意味着每条蠕虫都会产生卵子和精子。但多亏了一种阻止精子产生的基因突变，研究人员可以制造出具有雌性功能的产卵蠕虫。

Toraason和研究助理VikkiAdler使用这个技巧将衰老的影响与精子耗尽的影响区分开来，精子耗尽通常发生在雌雄同体蠕虫衰老时，也会导致生育能力下降。

研究人员发现，精子耗尽似乎会影响雌雄同体蠕虫在其卵细胞DNA中产生断裂的速度。但即使在雌性线虫中，修复DNA断裂的能力也会随着年龄的增长而下降，这与精子水平无关。

“我们发现，当精子用完时，断裂的形成会发生变化，但断裂修复仅受衰老过程的影响，而不受精子的影响，”Libuda说。

该团队还不知道为什么这个过程会随着年龄的增长而变化，但至少对于蠕虫来说，这可能与资源的转移有关。在耗尽所有精子的蠕虫中，未受精的卵母细胞有时会成为后代的食物来源。由于卵母细胞不用于繁殖，蠕虫不再需要花费资源来破坏和修复它们的DNA。