果蝇中的基因发现可能为抵抗线粒体疾病提供线索
科学家已经在果蝇中鉴定出一种蛋白质,该蛋白质可用于逆转线粒体基因中致病突变的影响。该发现可能提供有关如何抵抗目前尚未治愈的人类线粒体疾病的线索。
线粒体是细胞的动力源,是杆状结构,可产生细胞执行其活动所需的几乎所有能量。线粒体携带自己的DNA-线粒体DNA-编码13种产生能量所必需的蛋白质。这不同于细胞核中的DNA-“核DNA”-编码整个生物的蓝图。当卵子受精后,核DNA从每个亲本中获得一半,而线粒体DNA(mtDNA)仅通过卵子从母亲那里遗传下来。
典型的细胞具有两个核DNA拷贝,但通常包含数百甚至数千个mtDNA。在mtDNA继续复制的发育和衰老过程中,某些副本可能发生突变。这意味着个体将携带突变和健康的线粒体基因组的混合物,它们不断相互竞争以改变其相对丰度。
这些突变中的某些可能有害。通常,这些有害突变在首次出现时就以低丰度存在,并且在许多健康个体中其比例仍然很低。但是,在某些人中,它们的数量会随着时间的流逝而增加。
当有害突变的比例超过细胞中所有mtDNA拷贝的60-80%时,就没有足够的能量来支持正常的细胞活动,并且会出现疾病症状。如果母亲卵中也存在突变的线粒体基因组,则这些疾病症状可以进一步传递给下一代。
迄今为止,据报道,超过350种mtDNA突变导致一系列线粒体疾病,影响英国每5,000个人中的至少1个人。其中一些条件是致命的,目前尚无治愈方法。
英国剑桥大学威康信托基金/英国癌症研究中心古登研究所的研究人员在果蝇中设计了一个模型,以研究突变的mtDNA的丰度如何随时间变化。健康和突变的线粒体基因组之间的竞争是发育的基本特征,并可能受到核DNA的影响,但鲜为人知。
科学家创造了“三亲蝇”,它们从第二位母亲那里继承了部分mtDNA。这是在显微镜下使用微小的工具完成的,将第二个母亲的线粒体转移到受精的产卵中,并携带来自其原始父母的遗传信息。这些苍蝇带有两个竞争的线粒体基因组,一个健康且一个突变,通常是平衡的,并共同传播给后代。但是,核DNA的变化可以使一种线粒体基因组的平衡趋于有利,而另一种则以另一种为代价。
通过在“遗传筛选”中使用这些三亲蝇,科学家可以测量每个单个核基因对健康和患病线粒体基因组之间竞争的影响。
这项研究发现了多个核基因,这些核基因可能会限制有害的线粒体基因组在发育过程中或传给下一代。这些基因之一编码一种称为mtDNA聚合酶的蛋白质。减少mtDNA聚合酶的数量,仅一代人就可以将健康mtDNA的百分比从20%增加到75%。这种增加消除了疾病症状,新蝇更加健康。
没有等效的小鼠模型或人类细胞系,科学家可以在其中进行这样的全基因组遗传筛选,以研究核基因对线粒体疾病表现的影响。该模型使用三亲苍蝇进行设计,旨在帮助理解为什么突变mtDNA可能在不同人群之间以及体内不同组织之间造成不同严重程度的问题。新的结果表明,减少核基因的活性几乎可以消除有害的mtDNA突变,并有可能用于逆转线粒体疾病的症状。这可以为治疗与mtDNA相关疾病的药物提供目标。
推荐内容
-
含有N-卤胺的塑料薄膜可以对食品生产设施进行消毒
根据8月11日发表在应用与环境微生物学杂志上的研究,特别设计的塑料薄膜可以防止食品和生物医药行业中的细菌污染。的塑料薄膜通过杀死工作
-
新研究显示 遗传学在生育方面发挥着重要作用
牛津大学的新研究表明,我们第一次生育孩子的年龄和我们选择的孩子数量部分取决于我们的DNA。该团队将12个特定的DNA序列区域与生殖行为联系
-
微妙的线索可以决定干细胞的命运
如果您已经看过一个GSK3分子,请不要认为您已经看过它们。发育细胞的一项新研究揭示了两种相似形式的GSK3的重要差异,GSK3过量地与糖尿病,
-
12.28陕西西安疫情最新数据信息消息公布 昨日通报:本轮疫情
温馨提示:一旦出现发热、干咳、乏力、鼻塞、流涕、咽痛、嗅觉味觉减退、结膜炎、肌痛和腹泻等症状,应及时按规范程序就诊,并主动告知1...
-
科学家解读了世界上最坚韧的豆子的DNA秘密
加州大学河滨分校的科学家已经解码了黑眼豆的基因组,为地球不断扩大的人口提供了希望,尤其是在气候变化的情况下。了解导致豌豆干旱和...
-
使用HCV基因组特征的金纳米粒子的可负担诊断技术
来自埃及Zewail科学与技术城的基因组学家开发了一种金纳米粒子(AuNPs)传感器,可用于快速探测丙型肝炎病毒(HCV)的遗传物质。研究人员说,这
-
对抗登革热的项目证明了可持续的成功
堪萨斯大学联合发起的一项努力,证明了社区与贫困的哥斯达黎加乡村抗击由蚊子传播的传染病的登革热的效果非常好,项目结束后,居民们将...
-
科学家们发现了一种在卵细胞成熟过程中具有重要作用的蛋白质
研究人员发现了一种在蛙卵细胞成熟过程中起重要作用的基因。虽然这些发现扩展了我们对生殖生物学的理解,但其更广泛的适用性仍不清楚。...
-
“魔法池”方法可以快速研究新型细菌
为了表征新发现的细菌的基因,微生物学家经常使用称为转座子的移动DNA片段在细菌内引入突变,以研究这些突变的影响。然而,鉴定新细菌的功
-
新的基因突变与先天性耳聋有关
研究人员已经发现了一种名为CDC14A的基因突变,这种基因损害了内耳内感觉细胞特异性纤毛细胞的功能,导致严重到严重的先天性耳聋1。通过对