Polyploid Brain

Polyploidy in the adult Drosophila brain. bioRxiv, 852723.
Long-lived cells such as terminally differentiated postmitotic neurons and glia must cope with the accumulation of damage over the course of an animals lifespan.  How long-lived cells deal with ageing-related damage is poorly understood.  Here we show that polyploid cells accumulate in the ageing adult fly brain and that polyploidy protects against DNA damage-induced cell death.  Multiple types of neurons and glia that are diploid at eclosion, become polyploid with age in the adult Drosophila brain.  The optic lobes exhibit the highest levels of polyploidy, associated with an elevated DNA damage response in this brain region with age.  Inducing oxidative stress or exogenous DNA damage leads to an earlier onset of polyploidy, and polyploid cells in the adult brain are more resistant to DNA damage-induced cell death than diploid cells.  Our results suggest polyploidy may serve a protective role for neurons and glia in ageing Drosophila melanogaster brains.

数日前にbioRxivで公開された論文。そういえばちょうど２年ほど前にリスボンであったミーティングで、これに関してポスター発表をしていた学生と色々デスカッションしたことを、First authorのツイートを見て思い出した。話の内容は、Drosophilaのアダルトの脳のploidyを調べたところ、サナギから出てきたばかりの若いハエの脳はほぼdiploidの細胞で構成されているのだが、個体の加齢に伴って次第にpolyploid cellが増えてくるというもの。これはcell fusionが起こった訳ではなく分化した細胞がendoreplicationを起こした結果である、ということをCoinFLPのLexGAD/Gal4 systemを使ってうまく示している。tetraploidが多いけど、大きいものでは32Cまで倍加しているものも認められる。なお、脳の領域の中でもoptic lobesで特にpolyploidの割合が高く、これは複眼のすぐ内側にあるこの領域がもっとも紫外線による影響を被りやすいからかとも思われたが、暗黒条件でもパターンは変わらないことから理由は他にあると示唆されている。一方、酸化ストレスやUV照射によって誘導されたDNA damageに応じてpolyploidの割合が上昇するという結果も示されており、これはまさにCCHの結果と言えるだろう。また、以前に他の組織でも示されているように、このbrainのpolyploid cellもdiploidの細胞に比べて、DNA damage-induced cell deathに対してよりレジスタントであるということも示している。つまり、polyploidになることは、老化した脳においてprotectiveな役割を持つ可能性を示唆していると。しかし、CCHのようなtissue repairのためのレスポンスとして起こってしまったpolyploidizationが、その後さらにbeneficialな影響だけでなくdetrimentalな影響をも持ち始める可能性はないだろうか。ともあれ、これはこの分野にとって非常に重要な論文になる。