Материнские гены согласовали эволюцию митохондрий ребенка

Dmitry Kabanov написал(а) к All в May 19 08:32:55 по местному времени:

Материнские гены согласовали
эволюцию митохондрий ребенка.

Митохондрии давно известны своей
самостоятельностью: считается, что они
могут размножаться и воевать друг с другом,
не "советуясь" с остальной клеткой. Новое
исследование обнаружило границу
независимости митохондрий: оказалось, что
большая часть мутаций, возникающих в их
ДНК, не передается по наследству. Потомкам
же достаются только "разрешенные"
мутации, которые каким-то образом удалось
"согласовать" с ядерным геномом.
В память о своем бактериальном прошлом
митохондрии сохранили в себе кольцевую
молекулу ДНК длиной в полтора десятка
тысяч нуклеотидов. Она кодирует совсем
немного генов, но, тем не менее, может
накапливать мутации и вызывать
наследственные заболевания ?
митохондриальные болезни. Как и сами
митохондрии, эти заболевания почти всегда
передаются по материнской линии. Для
борьбы с ними ученые придумали
технологию "ребенка от трех родителей":
генетический материал матери пересаживают
в донорскую яйцеклетку (из которой удалено
собственное ядро) со здоровыми
митохондриями. Этот метод уже
неоднократно показал свою эффективность,
однако примерно в 15% случаев даже после
пересадки в митохондриях снова возникают
губительные мутации.
В поисках объяснения для этого феномена
большая группа британских ученых подробно
изучила наследование митохондриальной
ДНК у более чем 1500 пар мать-ребенок.
Каждая клетка человека несет в себе сотни
или даже тысячи митохондрий. Если все они
содержат одинаковую последовательность
ДНК, это называют гомоплазмией, если же в
клетке можно найти разные варианты
митохондриальной ДНК, говорят
о гетероплазмии. Среди полутора тысяч
матерей и их детей у 45% ученые обнаружили
гетероплазмию, то есть в цитоплазме их
клеток по меньшей мере 1% митохондрий
содержал варианты последовательностей,
отличающиеся от остальных митохондрий в
клетке. Все эти варианты можно разделить
на три группы: передающиеся по наследству
(одинаковые у матери и ребенка),
потерянные в поколении (есть только у
матери) или новообразованные (появляются
только у ребенка). Оказалось, что первых -
наследуемых - было существенно больше
(почти 20%), чем потерянных или новых
(около 6%).
Затем исследователи сравнили свой список
вариантов последовательностей с
крупнейшими базами данных по
митохондриальной ДНК. Оказалось, что у
участников эксперимента есть новые, ранее
неизвестные варианты, до сих пор не
попавшие в эти базы. Однако их шанс
перейти по наследству к ребенку оказался
почти в пять раз ниже, чем у известных
вариантов. Получается, что по каким-то
причинам матери "предпочитают" передавать
потомству более распространенные
варианты. Впрочем, здесь логика, скорее
всего, строго обратная: какие-то варианты
получают наибольшее преимущество перед
другими и поэтому лучше выживают в
яйцеклетке и переходят к ребенку.
Ученые предположили, что свою роль здесь
может играть геном клеточного ядра,
поскольку он кодирует большинство
митохондриальных белков. Они взяли почти
13 тысяч геномов людей (среди которых
были и предыдущие 1500 пар) и установили
происхождение их митохондрий
(гаплогруппу ). В то же время они проследили
и происхождение их ядерной ДНК.
Оказалось, что у большинства людей эти
данные совпадали, но у примерно 2%
исследованных митохондрии и ядро
произошли от разных предков.
Исследователи внимательно изучили эту
небольшую группу людей, и оказалось, что,
хотя митохондрии у них и "чужие", но
мутации в их ДНК примерно такие же, как и
в митохондриях других носителей тех же
ядерных генов. Иными словами, ядерная
ДНК дает преимущество в выживании только
определенным мутациям в митохондриальной
ДНК. И даже если митохондрия пришла к
человеку по другой "линии", ей нужно
приобрести характерный набор мутаций,
чтобы выжить в сочетании с ядерными
генами.
Сама по себе идея о том, что в клетке
выживают не все митохондрии, совершенно
не нова. В течение жизни в
митохондриальной, так же как и в ядерной
ДНК, накапливаются мутации. И если бы все
они переходили по наследству, то из
поколения в поколение количество мутаций и
митохондриальных болезней неизбежно
возрастало бы. К счастью, дефектные
митохондрии гибнут, не дожидаясь попадания
в яйцеклетку.
Тем не менее теперь у нас есть первые
свидетельства того, что преимущество
получают не только самые жизнеспособные,
но и наиболее "соответствующие" ядру
митохондрии. И это может стать ответом на
вопрос, почему после пересадки ядра в
новую яйцеклетку здоровые митохондрии
нередко становятся мутантами. Возможно,
это ядерные гены провоцируют их
неравномерное выживание.
Результаты исследования опубликованы в
журнале Science.

http://sci-dig.ru/biology/materinski...ndrij-rebenka/

--- AfterShock/Android 1.6.5