Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном

В конце 2018 года был описан уникальный случай смешанного наследования митохондрий от отца и от матери. В новой статье в Nature Communications предлагается альтернативное объяснение этому феномену.

Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном

По мнению авторов, отцовская ДНК найденная предыдущими исследователями могла быть расположена не в самих митохондриях, а в ядерном геноме. Гигантская вставка митохондриальной ДНК (мтДНК) создает иллюзию присутствия отцовских митохондрий, тогда как на самом деле их нет.



В прошлой работе то, откуда были унаследованы митохондрии определялось по последовательностям ДНК. В нескольких образцах часть ДНК совпадала с последовательностями материнских митохондрий, а часть — с последовательностями отцовских, из чего исследователи сделали вывод, что митохондрии в клетки этих людей попали от обоих родителей. Это неожиданная находка противоречит догме, говорящей о том что у людей эти органеллы всегда передаются только от матери. Сосуществование митохондрий из двух источников невыгодно с эволюционной точки зрения, такие случаи редки в животном мире и часто сопровождаются патологиями.

Вей Вей (Wei Wei) и его коллеги из Кембриджского университета проанализировали 11035 троек геномов мать-отец-ребенок, отсеквенированных в рамках проекта по редким заболеваниям, и нашли — вдобавок к трем уже найденным — еще семь случаев сожительства материнской и отцовской мтДНК в ребенке. На начальных стадиях анализа ДНК их было еще больше, но исследователи сфокусировались только на образцах с «полной» отцовской ДНК. Они определили участки, по которым отцовкая ДНК отличается от материнской, и брали в анализ только тех детей, у которых нашлось больше 95 процентов таких уникальных участков ДНК.

Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном
Желтым отмечены последовательности общие для ребенка, матери и отца, красным - для отца и ребенка, а синим - те, что встречаются только у отца

Подтвердив, что у потомков действительно может находиться мтДНК отцов, исследователи выяснили откуда она появилась. Они усомнились в том, что ее находка связана с непосредственным присутствием отцовских органелл и предложили альтернативное объяснение: горизонтальный перенос генов из митохондрии в ядро у отцов. Случаи, когда ДНК из органелл «перепрыгивает» в ядерный геном широко распространены. Более того, большая часть исходных митохондриальных генов уже перекочевала туда на ранних стадиях коэволюции предков митохондрий и эукариотических клеток. Несмотря на то, что активно работающие гены были перенесены уже давно, новые нефункциональные вставки появляются до сих пор. По-видимому, копирование мтДНК в ядерный геном произошло у отцов, а затем эти копии — уже в составе ядерного генома — достались детям.

Исследователи обнаружили в образцах места «склейки», маркирующие концы встроившейся митохондриальной ДНК. Эти «химерные» последовательности, у которых один конец совпадает с ядерным геномом, а другой с митохондриальным. С их помощью ученым удалось по-максимуму восстановить то, как именно получились вставки. Оказалось у них бывает достаточно сложная структура: это не просто небольшие куски мтДНК, а крупные склеенные между собой последовательности.

Унаследованные от отца митохондрии оказались гигантской вставкой в ядерный геном
Схема вставки мтДНК в ядерный геном

Эти крупные вставки, названные авторами mega-NUMTs (NUclear MiTochondrial DNA), вполне могут «мимикрировать» под настоящие отцовские митохондрии, но на деле ими не являются, и настоящие митохондрии ребенка унаследованы — как обычно — от матери.

Недавно израильские ученые обнаружили первое животное, митохондрии которого лишены ДНК. Этим животным оказалось маленькое беспозвоночное Henneguya salminicola из группы стрекающих. Его митохондрии потеряли способность производить собственные белки и дышать с помощью кислорода, поэтому и митохондриями в строгом смысле слова их назвать нельзя.

Автор: Вера Мухина





Ссылка на источник

Tags: биология, генетика, геном, медицина, наследственность, научные закрытия
Subscribe

Posts from This Journal “наследственность” Tag

  • Матери портят вкус детям

    Ожирение нередко переходит из поколения в поколение: если у родителей были проблемы с лишним весом, то те же проблемы возникают и у детей. Одна из…

  • Папина диета

    Мы часто слышим, что для женщины, которая собралась завести ребёнка, очень важно правильно питаться. Это довольно очевидная вещь: ребёнок…

  • Дизайнерские дети: ожидать ли нам ГМО-поколения?

    Во многих из нас с рождения заложены качества, которые помогают лучше конкурировать в обществе: красота, интеллект, эффектная внешность или…

Buy for 20 tokens
Иппотерапия – это уникальный вид реабилитации без боли и лекарств, который способен творить чудеса. Именно это направление помощи Центр помощи «Вера» открыл в поддержку тяжелобольных детей и предоставляет возможность бесплатно пройти 3 курса занятий в год. Первые занятия…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments