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該研究的資深作者、馬里蘭大學生物學教授杰拉爾德·威爾金森(Gerald Wilkinson)說:“冬眠使蝙蝠以及其他動物能夠留在冬季沒有食物的北方或極南地區(qū)?!?“冬眠者往往比遷徙者壽命更長。我們知道這一點,但我們不知道是否會檢測到冬眠導致的表觀遺傳年齡的變化。
科學家發(fā)現,大棕蝠的表觀遺傳時鐘(衰老的生物標志物)因冬眠而延長了四分之三的冬天。來自麥克馬斯特大學和加拿大安大略省滑鐵盧大學的科學家也參與了這項研究,該研究發(fā)表于《皇家學會議事錄》 B.
圖為大棕蝠,壽命可達19歲
研究人員分析了從20 只大棕蝠(Eptesicus fuscus) 翅膀上采集的小組織樣本,跨越兩個時期:冬季冬眠,夏季活躍。這些蝙蝠被安置在麥克馬斯特大學的一個研究機構中,年齡從不到一歲到十多歲不等。然后將這些樣本與同一動物在活動和冬眠階段采集的樣本進行比較,以確定DNA 甲基化的變化,DNA 甲基化是一種參與基因調控的生物過程。他們發(fā)現蝙蝠基因組部分DNA 甲基化發(fā)生變化,似乎會影響冬眠期間的新陳代謝。
威爾金森說:“很明顯,冬季甲基化程度較低的位點似乎具有積極作用。已知許多與它們最接近的基因參與調節(jié)新陳代謝,因此它們可能會降低新陳代謝。 '
威爾金森及其同事在之前的一項研究中將其中一些基因鑒定為“長壽基因”。威爾金森認為,冬眠和長壽基因之間存在相當大的重疊,凸顯了冬眠和長壽之間的關系。
此前的研究還創(chuàng)建了第一個蝙蝠表觀遺傳時鐘,它可以可靠地預測野外任何蝙蝠的年齡。當前的研究中使用了這個時鐘,使研究人員能夠證明,與同齡的非冬眠動物相比,冬眠降低了蝙蝠的表觀遺傳年齡。
此類研究有助于解釋為什么蝙蝠的壽命比老鼠大小的小型哺乳動物的預期壽命長。然而,他們發(fā)現并提出了新的問題。
威爾金森說:“我們仍然不太清楚為什么有些蝙蝠壽命極長,而另一些則不然,而那些蝙蝠卻有能力冬眠或經常進入休眠狀態(tài)。這似乎是一個推論,但這還不夠,因為也會冬眠的嚙齒類動物活到近20 年的可能性要小得多。 '
威爾金森說,他正計劃進行一項后續(xù)研究,比較加拿大大棕蝠在冬眠時的表觀遺傳衰老與佛羅里達州不冬眠的同一物種的表觀遺傳衰老情況。通過這樣做,威爾金森希望更清楚地了解冬眠在延長壽命方面的作用。