Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Митохондрии и вирусы влияют на работу ядерных генов

22.09.2015 Наука и жизнь

ДНК митохондрий и РНК вирусов смогут маскировать эффекты от мутаций, попавших в хромосомные гены – по крайней мере, в дрожжах.

В то время, когда в 2003 году геном человека, наконец, всецело прочли, многие сохраняли надежду, что нас сейчас ожидает настоящая лавина медицинских инноваций, основанных на корректировке работы самых различных генов. Вправду, многие заболевания случаются от того, что или сам белок несёт в себе некоторый недостаток, или организм создаёт данный белок не в том месте и не в тех количествах, каковые требуются для обычной судьбы. аномалии и Такие дефекты довольно часто происходят по причине того, что что-то произошло в ДНК, а раз мы ДНК сейчас знаем от и до, значит, знаем, где и что необходимо исправить.

Схема опыта: перевод митохондрий из одной дрожжевой клетки в другую, лишённую митохондрий. (Иллюстрация Jose-Luis Olivares / MIT.)

Но потом оказалось, что управление активностью генов куда сложнее, чем полагали. Во-первых, в самой ДНК имеется участки, каковые сильнейшим образом воздействуют на активность вторых территорий генома, и про многие из таких участков раньше или вовсе не знали, или их влияние недооценивали.Митохондрии и вирусы влияют на работу ядерных генов К примеру, практически два месяца назад учёные из интернационального исследовательского консорциума FANTOM (Functional Annotation of the Mammalian genome) подвели итоги долгих поисков регуляторных последовательностей в ДНК человека, и цифры, само собой разумеется, не смогут не впечатлять: промоторных регуляторных элементов выяснилось 180 000, а энхансерных регуляторных элементов — 44 000.

Во-вторых, на синтез белка смогут воздействовать разнообразные регуляторные РНК, которых выяснилось целое море. В-третьих, основания в ДНК смогут быть модифицированы особыми эпигенетическими метками, каковые снова же воздействуют на генетическую активность. Имеется и другие механизмы, каковые вмешиваются в работу генов, причём исследователи постоянно находяттут что-то новое.  

 Вот, к примеру, как информирует  Массачусетский технологический университет, его сотрудники под управлением Дэвида Гиффорда (David K. Gifford) и Джеральда Финка (Gerald R. Fink) поняли, что внеядерная ДНК и РНК у дрожжей оказывает влияние на работу генов, заключённых в клеточном ядре. Исследователи увидели, что в случае если у дрожжей вырезать из хромосом какие-то гены, то эффект от таковой операции нельзя объяснить одним только исчезновением вырезанных генов.

К примеру, в то время, когда рост культуры с покалеченными хромосомами сравнивали с ростом простых дрожжей, то появилось, что в одном случае культура «генетических калек» росла с той же интенсивностью, что и культура простых дрожжей, в другом случае её рост очень сильно замедлялся, и значительно чаще скорость увеличения принимали какое-то из промежуточных значений между крайними точками. Но гены наряду с этим удаляли неизменно одинаковые. И появляется вопрос, как одинаковая генетическая операция может давать такие разные эффекты. 

Сперва исследователи сделали вывод, что всё дело в некоем РНК-вирусе, что путешествовал по клеткам дрожжей: геном этого вируса, представленный двуцепочечной РНК, в полной мере имел возможность оказывать влияние на работу дрожжевого генома. Но позже генетики задумались, а не смогут ли на работу ядерного генома воздействовать личные внехромосомные элементы, заключённые в митохондриях?

  Митохондрии именуют силовыми станциями клетки, в них происходит образование основной энергетической молекулы, АТФ, в которой энергия запасена в удобной для потребления форме. Наряду с этим у митохондрий имеется личная ДНК со собственными генами, и митохондриальный геном достаточно резко отличается от генома ядерного. Это, кстати, послужило одной из основных предпосылок теории о симбиотическом происхождении митохондрий – в соответствии с ей, митохондрии когда-то были независимыми бактериями, каковые со временем перешли в подчинение предкам эукариот, наряду с этим очень сильно упростившись.

 

Дабы проверить, может ли ДНК митохондрий оказывать влияние на ДНК ядра, исследователи поступили следующим образом: они удалили митохондрии из клеток одного дрожжевого штамма и разрешили им вступить в половые отношения с клетками другого штамма, у которых все митохондрии были при себе. У дрожжей, как мы знаем, не считая вегетативного размножения почкованием либо делением, имеется и половое размножение со слиянием гаплоидных клеток, но в опыте ядра у слившихся клеток дрожжей не объединялись, оставаясь поделёнными.

После этого исследователи заставляли оказавшуюся двуядерную клетку делиться, но так, дабы ядра от одного штамма выяснялись вместе с митохондриями другого штамма. Ясно, что одним из дрожжевых штаммов был тот, у которого из хромосом вырезали какие-то гены. Ядро для того чтобы штамма комбинировали с митохондриями от различных других линий дрожжей; помимо этого, картину позже ещё и усложнили, додавая в клетки упомянутый выше вирус.

В следствии исследователи убедились, что – да, вправду, «внешняя» ДНК из митохондрий оказывает влияние на работу «основных» генов из ядра; более того, учёным удалось кроме того подсчитать, как это сотрудничество воздействует на конечный эффект. Так, если не брать в расчёт митохондрии, то различия в эффекте от удаления хромосомных генов возможно растолковать на 40 процентов. В случае если же добавить к анализу митохондриальную ДНК, то разнообразие результатов делается понятным уже на 60 процентов.

В случае если же учесть вирус, то различия в различных линиях дрожжей возможно обрисовать на 90 процентов. Причём влияние вируса помогало осознать не только реакцию дрожжей на удаление хромосомных генов, но и различия между простыми дрожжами, не претерпевшими генетической модификации. математические расчёты и Результаты экспериментов, разрешившие оценить действие вируса и митохондрий на ядерную ДНК, исследователи разместили в издании PNAS.

   

 Один из основных выводов, что из всего этого направляться, пребывает в том, что трансформации в хромосомах и, к примеру, наличие вируса в клетке смогут оказывать влияние на судьбу организма не порознь, а совместно, дополняя и усиливая друг друга. Наряду с этим исследователи говорят лишь только о влиянии вирусной РНК, другими словами жизнедеятельность самого вируса (к примеру, процессы, сопровождающие сборку вирусных частиц и т.д.), тут ни при чём.

Помимо этого, дрожжи с удалёнными генами иногда росли с той же активностью, что и простые дрожжи, другими словами внехромосомные элементы, ДНК митохондрий и РНК вируса, маскировали негативный эффект от генетической операции. Ясно, что это может иметь яркое отношение к тому, как на нас действуют мутации, унаследованные либо благоприобретённые – влияние таких мутаций может очень сильно изменяться под влиянием тех же митохондрий либо каких-то вирусов, появлявшихся в отечественных клетках.

Ещё раз выделим, что речь заходит не просто о суммировании эффектов от митохондрий и от хромосом, но о синергетическом влиянии. (Не смотря на то, что, само собой разумеется, эти результаты направляться проверить хотя бы на клетках животных.) Всё это ещё посильнее запутывает картину генетической регуляции, но это такая парадоксальная наука, что чем больше в ней запутываешься, тем ближе оказываешься к истине.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

Разведопрос: Сергей Поликарпов о развитии онкологии в новейшей истории


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,