Naturalna fitoaleksyna resweratrol, występująca w winogronach i czerwonym winie, zyskała ostatnio sławę do publicznej wiadomości ze względu na jego pozytywny wpływ na długowieczność drożdży, robaków i much. Przeciwnowotworowe i przeciwzapalne działanie resweratrolu in vitro na komórki ssaków komórkach ssaków sugeruje również możliwy pozytywny wpływ na ludzkie zdrowie i długość życia. długość życia. Badanie wpływu resweratrolu na starzenie się kręgowców jest oczywiście oczywiście szczególnie istotnym pytaniem. Zbadaliśmy działanie resweratrolu u bardzo krótko żyjącego kręgowca: jednorocznej ryby Nothobranchius furzeri. Leczenie resweratrolem przedłużyło żywotność i opóźniło początek dysfunkcji związanych z wiekiem u tej ryby. dysfunkcji u tej ryby. Wynik ten identyfikuje resweratrol jako pierwszą cząsteczkę, która konsekwentnie opóźnia starzenie się organizmów tak różnych jak drożdże, robakach, muchach i rybach, ale także ujawnia potencjał tej krótko żyjącej ryby jako zwierzęcego modelu do badań farmakologicznych. Ponadto, będąc spokrewnionym z ciernika (Gasterosteus aculeatus), "rozdymki" Takifugu i Tetraodon, a nawet bliżej spokrewniony z medaką (Oryzias latipes), może znacznie skorzystać z niedawnego rozwoju zasobów genomowych dla tych modeli ryb modeli ryb, a w przyszłości stać się kompletnym systemem modelowym dla badań nad starzeniem się społeczność. --- TŁO: Laboratoryjny szczep wsobny jednorocznej ryby Nothobranchius furzeri wykazuje wyjątkowo krótką oczekiwaną długość życia i przyspieszoną ekspresję markerów wieku. markerów. W tym badaniu analizujemy nowe dzikie linie tego krótkotrwałego gatunku. gatunku. METODOLOGIA/GŁÓWNE WYNIKI: Scharakteryzowaliśmy przeżywalność w niewoli i cechy związane z wiekiem u potomstwa F1 i F2 dziko złowionych N. furzeri. Dziko żyjące linie N. furzeri wykazywały ekspresję lipofuscyny i neurodegeneracji w wieku 21 tygodni. Mediana długości życia w laboratorium wahała się od do 20-23 tygodni, a maksymalna długość życia od 25 do 32 tygodni. Dane te że szybki spadek zależny od wieku i krótka długość życia są naturalnymi cechami tego gatunku. naturalne cechy tego gatunku. Zasięg występowania N. furzeri pokrywa się z gradientami wysokości i suchości. gradientami wysokości i suchości. Oczekuje się, że ryby z bardziej suchych siedlisk krótszy okres przeżycia na wolności. Przetestowaliśmy, czy linie z półsuchych i podwilgotnych siedlisk różnią się długowiecznością i ekspresją cech związanych z wiekiem. i ekspresją cech związanych z wiekiem. Wykryliśmy wyraźną różnicę w zależnym od wieku spadku funkcji poznawczych i niewielką różnicę w długości życia (16% dla mediana, 15% dla maksymalnej długości życia) między tymi liniami. Wreszcie, zaobserwowaliśmy krótszą długość życia i przyspieszoną ekspresję markerów związanych z wiekiem w szczepie laboratoryjnym inbred w porównaniu do tych dzikich linii. WNIOSKI/ZNACZENIE: Ze względu na duże różnice w fenotypach starzenia w różnych liniach różnych liniach, N. furzeri może stanowić modelowy system do badania kontroli genetycznej cech związanych z historią życia w naturalnych populacjach. --- Krótkotrwała roczna ryba Nothobranchius furzeri wykazuje niezwykle krótką żywotność w niewoli. żywotność i przyspieszoną ekspresję markerów wieku, co czyni ją interesującym modelowy system do badania wpływu eksperymentalnych manipulacji na długowieczność i patologie związane z wiekiem. Tutaj przetestowaliśmy wpływ diety (DR) na śmiertelność i markery związane z wiekiem u N. furzeri. DR był indukowany przez karmienie co drugi dzień, a leczenie przeprowadzono zarówno w linii laboratoryjnej laboratoryjnej linii wsobnej i dłużej żyjącej linii dzikiej. W linii laboratoryjnej inbred linii laboratoryjnej, DR zmniejszył ryzyko związane z wiekiem i wydłużył maksymalną długość życia. W dzikiej linii, DR indukował wczesną śmiertelność, nie zmniejszał ogólnego ryzyka związanego z wiekiem i powodował niewielkie, ale znaczące wydłużenie maksymalnej długości życia. długości życia. Analiza śmiertelności zależnej od wieku wykazała, że DR zmniejszył demograficzne tempo starzenia się, ale zwiększał śmiertelność wyjściową w dzikim szczepie. W zarówno w liniach wsobnych, jak i dzikich, DR zapobiegał ekspresji markerów wieku markerów lipofuscyny w wątrobie i Fluoro-Jade B (neurodegeneracja) w mózgu. mózgu. DR poprawił również wydajność w teście uczenia się opartym na warunkowaniu (aktywne unikanie w pudełku wahadłowym). Wreszcie, DR wywołał paradoksalną paradoksalną regulację w górę kwaśnego białka fibrylarnego w mózgu. --- Badania nad starzeniem się kręgowców są utrudnione ze względu na brak krótkotrwałych modeli. Roczne ryby z rodzaju Nothobranchius żyją we wschodnioafrykańskich stawach sezonowych. Ich oczekiwana długość życia na wolności jest ograniczona czasem trwania pory deszczowej a ich długość życia w niewoli jest również krótka. Nothobranchius są popularnymi rybami akwariowymi, a wiele różnych gatunków jest hodowanych w niewoli, zapewniając bogaty materiał do badań porównawczych. Niniejszy artykuł ma na celu ożywienie zainteresowania tymi rybami poprzez doniesienie, że: (1) Nothobranchius może być być hodowane, a ich jaja przechowywane w temperaturze pokojowej przez miesiące lub lata, oferując niedrogie metody przechowywania zarodków; (2) Nothobranchius wykazują przyspieszony wzrost i ekspresję biomarkerów starzenia na poziomie histologii i zachowania; (3) gatunek Nothobranchius furzeri ma maksymalną długość życia wynoszącą zaledwie tylko 3 miesiące i oferuje możliwość przeprowadzenia badań do tej pory nie do pomyślenia u kręgowców, takich jak badania przesiewowe leków z dożywotnim farmakologiczne i ewolucja eksperymentalna; (4) gdy porównuje się długość życia różnych gatunków różnych gatunków, stwierdzono ogólną korelację między czasem trwania pory deszczowej w ich naturalnym środowisku a długością życia. w ich naturalnym środowisku a długowiecznością w niewoli; oraz (5) geny związane ze starzeniem się kręgowców, takie jak geny związane ze starzeniem się, takie jak p66Shc i MTP, można łatwo wyizolować w Nothobranchius poprzez klonowanie homologiczne. Ryby te mogą stać się doskonałymi modelami do badań nad starzeniem. Mogą być wykorzystywane do testowania efektów eksperymentalnych manipulacji manipulacji na starzenie się w tempie porównywalnym z Drosophila i do badania wpływ selekcji naturalnej na ewolucję genów związanych ze starzeniem. --- Badania genetyczne i farmakologiczne nad starzeniem się są utrudnione przez długość życia dostępnych modeli kręgowców. dostępnych modeli kręgowców. Niedawno rozpoczęliśmy badania nad Nothobranchius furzeri, gatunku o maksymalnej oczekiwanej długości życia w niewoli wynoszącej zaledwie trzy miesiące. miesięcy, co stanowi najkrótszą udokumentowaną długość życia w niewoli dla kręgowca. Dalsze badania nad N. furzeri wykazały, że 1. krótka długość życia jest związana z gwałtownym Długość życia jest związana z gwałtownym wzrostem i przyspieszonym dojrzewaniem płciowym. 2. Krótka długość życia jest skorelowana z ekspresją związanych z wiekiem zmian behawioralnych i histologicznych. zmian histologicznych. 3. Długość życia i ekspresja markerów związanych z wiekiem może być modulowane przez temperaturę wody. 4. Resweratrol, lek scharakteryzowany ze względu na jego działanie przedłużające życie u Caenorhabditis elegans i Drosophila, zwiększa długość życia i opóźnia ekspresję markerów związanych z wiekiem. 5. Geny związane ze starzeniem można łatwo wyizolować poprzez klonowanie homologiczne. Wreszcie, różne populacje lub gatunki Nothobranchius wykazują duże różnice w długości życia w niewoli. W W ciągu ostatnich trzech lat, N. furzeri przeszedł od biologicznej ciekawości do obiecujący system modelowy do walidacji leków. Co więcej, gatunek ten zajmuje korzystną pozycję w "drzewie życia" teleostów. Jest bardzo blisko spokrewniony z Japońska Medaka i blisko rozdymek i ciernika i może stanowić bardzo przydatny model dla genomiki porównawczej starzenia się.
Do czego można wykorzystać Nothobranchius furzeri jako system modelowy?
N. furzeri jest interesującym systemem modelowym do badania wpływu eksperymentalnych manipulacji na długowieczność i patologie związane z wiekiem.
N. furzeri może stanowić modelowy system do badania genetycznej kontroli cech związanych z historią życia w naturalnych populacjach.
N. furzeri może być bardzo użytecznym modelem dla genomiki porównawczej starzenia się.
Może być wykorzystywany do testowania wpływu eksperymentalnych manipulacji na starzenie się i badań afarmakologicznych.