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.

Митохондрия в электронном микроскопе

©  CNRI/Science Photo Library/Getty Images

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.

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  
Источник: chrdk.ru