研究人员发现了可以加速性发育和性衰退的化合物

人们每天都接触无数的天然和合成化学物质。其中一些化合物可能会影响人体的发育，但直接测试人体是不道德的。

为了解决这一困境，博伊斯汤普森研究所的研究人员利用土壤蛔虫秀丽隐杆线虫证明了微量天然化合物可以显著影响性成熟和寿命。

正如《自然-化学生物学》8月刊所述，来自BTI大学教授弗兰克施罗德实验室和西北大学伊利亚鲁文斯基实验室的研究人员发现，一种由雄性蠕虫排出的化合物——以及在较小程度上由雌雄同体排出的化合物——可以加速雌雄同体的产卵和死亡。

虽然这一发现是在秀丽隐杆线虫中发现的，但人类和其他动物产生类似的化合物，并具有类似的分子途径。施罗德说：“这意味着在人类中，来自环境的微量小分子是由我们体内的微生物产生的，或者被认为是社会交往的副作用，这可能会影响我们进入青春期的时间和我们衰退的速度。

这项工作是由施罗德实验室的研究员Andreas Ludewig发起的，他之前发现蠕虫的高种群密度加速了两性畸形的发展，缩短了寿命。同时，鲁文斯基的团队发现男性也有类似的效果。

这两个小组结合在一起，找到了负责的化合物，N-酰化谷氨酰胺命名为nacq#1。

研究人员发现，浓度极低的nacq#1，低至10微微摩尔，缩短了蠕虫达到性成熟所需的时间。由于成熟早，这些蠕虫在产卵的第一天就下了30%的卵，这对于在某些环境条件下生命周期只有两周的物种来说可能是一个显著的优势。

此外，nacq#1触发冬眠的秀丽隐杆线虫“苏醒”，因此也可能作为环境有足够资源让蠕虫生长繁殖的信号。

值得注意的是，nacq#1还将蠕虫寿命显著缩短了约六分之一(13.6天对16.3天)。

施罗德说：“这些结果表明，动物在繁殖成功上的投入与牺牲寿命有关，这种关系可以通过小分子微调来改变环境。"

研究人员进一步确定，秀丽隐杆线虫利用其化学感应器官检测到类似于鼻子或味蕾的nacq#1，然后该化合物打开分子信号通路，触发核膜表面的激素受体。

“核激素受体调节基因表达，”Ludewig说。“这种特殊的受体亚家族在整个进化史中高度保守，包括人类受体，如协调脊椎动物发育的维生素D受体和肝脏X受体。”

此外，nacq#1的结构与许多化合物中存在的许多动物相似，包括人体汗液中的化合物。

由于nacq#1及其相关的核受体在秀丽隐杆线虫和人类之间非常相似，少量的小分子也会影响人类的发育和寿命。

鲁德威格说：“在过去的150年里，人们或早或晚地进入了青春期。“没有人知道这种趋势的原因，但可能是环境刺激造成的。”

研究人员的下一步将是确定连接nacq#1的感觉感知和核激素受体的分子通路的其余部分，确定nacq#1感知开关的基因，并检查其他物种中的类似分子。

除了在BTI的职位，施罗德还是康乃尔大学的化学和化学生物学教授。

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