Вчені розкрили стародавню біологічну таємницю: їм вдалося зрозуміти, чому ми накопичуємо лише енергію речовини.
Під час зачаття дитини, батько і мати діляться з нами набором своїх генів, які лягають в нашу основу. Однак з якоїсь причини ми вважаємо за краще переймати енергію тільки від матері, знищуючи батьківську частину і до теперішнього часу причина залишалася загадкою.
Нові дослідження, проведені вченими Університету Колорадо в Боулдері, відкрили нові горизонти в розумінні стародавньої біологічної загадки: чому більшість живих істот, включаючи людей, успадковують мітохондріальну ДНК виключно від матері. Це дослідження дало можливість вченим з'ясувати, чому ми в основному орієнтуємося на збереження енергії від нашого найближчого родича під час розвитку, як повідомляє ScienceDaily.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!
Дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, проливає світло на механізм, що лежить в основі цього процесу, і його наслідки, коли батьківська мітохондріальна ДНК не видаляється належним чином. Дослідження, проведене на круглих черв'яках, показує, що коли цей процес елімінації не вдається, це призводить до неврологічних, поведінкових і репродуктивних проблем у подальшому.
Мітохондрії, які часто називають енергетичними центрами клітини, необхідні для виробництва енергії. Унікально те, що вони несуть свою власну ДНК, успадковану виключно від матері. Попередні дослідження професора Дін Сюе та його команди виявили процес, званий елімінацією батьківських мітохондрій (ЕОМ), який забезпечує швидке знищення батьківської мітохондріальної ДНК після запліднення.
Цей еволюційний механізм захисту, ймовірно, відіграє ключову роль у запобіганні закріпленню генетичних ушкоджень, які можуть виникнути в мітохондріях батьків після виснажливої подорожі сперматозоїда до яйцеклітини. У своєму недавньому дослідженні дослідницька команда звернулася до C. elegans, виду круглих черв'яків, аби дослідити наслідки, що виникають, коли цей процес руйнування затримується.
Хоча повністю зупинити ЕОМ не вдалося, 10-годинної затримки виявилося достатньо, щоб викликати значне скорочення клітинної енергетичної молекули АТФ. У черв'яків, які вижили, спостерігалися когнітивні порушення, змінена поведінка і проблеми з фертильністю, що вказує на потенційну серйозність мітохондріальних порушень у людей, якщо ЕОМ порушений.
Дослідження виявило, що вітамін K2, зокрема у формі MK-4, здатний зменшувати ці дефекти. Коли вчені вводили цей вітамін черв'якам, які зазнали ушкоджень, спостерігалося відновлення рівня АТФ у їх організмах, а також покращення когнітивних і репродуктивних функцій. Це відкриває нові горизонти для лікування або навіть профілактики мітохондріальних хвороб, від яких страждає приблизно одна людина з п'яти тисяч у всьому світі.
Хоча випадки порушення мітохондріальної ДНК, успадкованої від батьків, у людей є досить рідкісними, дослідження вчених надають цінні вказівки для можливих лікувальних підходів. Наприклад, особи, які страждають на мітохондріальні хвороби, часто стикаються з такими симптомами, як втома, слабкість м'язів і неврологічні розлади. Ці стани можуть бути пов'язані із затримкою в енергетичному обміні, схожою на ту, що спостерігається у черв'яків.
Дослідження припускає, що в майбутньому сім'ї з історією мітохондріальних захворювань можуть розглядати пренатальний прийом вітаміну K2 як профілактичний захід. Але вчені заявляють, що необхідні подальші дослідження на більших тваринах, перш ніж це стане стандартним методом лікування. Проте це відкриття дає надію на те, що цей простий вітамін може зіграти вирішальну роль у боротьбі з класом захворювань, які довгий час спантеличували вчених.
Раніше видання Фокус розглядало питання, чому брати і сестри не є точними копіями одне одного, незважаючи на загальноприйняті уявлення. Досліджуючи захоплюючі аспекти генетики та загадкову природу ДНК, яку ми успадковуємо від своїх родичів, експертка спростувала численні стереотипи.
Також Фокус писав про поліпшення технології редагування генів CRISPR. Нова версія показує, що підвищення точності технології CRISPR-Cas9 знижує ризик трансформації ракових клітин під час генної терапії.
