Митохондрии и наследственность: новое исследование Университета Колорадо проливает свет на загадку
Недавнее исследование, проведённое Университетом Колорадо (University of Colorado) в Боулдере, раскрывает механизмы, лежащие в основе наследования митохондрий. Митохондрии, часто называемые клеточными батареями, играют ключевую роль в производстве энергии, необходимой для всех функций клеток. Они имеют свою собственную ДНК, передаваемую исключительно от матери. Однако процесс удаления отцовских митохондрий может быть нарушен, что приводит к серьёзным неврологическим, поведенческим и репродуктивным проблемам у взрослых.
Исследование на круглых червях: новый подход к лечению митохондриальных заболеваний
Исследование на круглых червях проливает свет на причины некоторых митохондриальных нарушений, которые препятствуют выработке энергии и влияют на одного из 5000 человек. Новый подход к предотвращению или лечению этих заболеваний включает использование витамина К2. Результаты исследования дают новое понимание важности быстрого удаления отцовских митохондрий на ранних стадиях развития и открывают новые перспективы для лечения заболеваний человека.
Митохондрии: клеточные батареи и их роль в организме
Митохондрии производят аденозинтрифосфат (АТФ) — энергию, которая управляет почти всеми функциями клеток. Митохондрии имеют свою собственную ДНК, которая обычно передаётся исключительно от матери. В 2016 году Сюэ опубликовал статью, объясняющую механизм самоуничтожения отцовских митохондрий, известный как «элиминация отцовских митохондрий» (PME). Этот процесс задокументирован у червей, грызунов и людей.
Элиминация отцовских митохондрий: механизм самоуничтожения
После борьбы с миллионами других сперматозоидов за проникновение в яйцеклетку, митохондрии сперматозоидов истощаются и генетически повреждаются, что делает их передачу будущим поколениям эволюционно катастрофической. Исследование Сюэ и его команды показало, что когда этот процесс нарушается, это приводит к снижению уровня АТФ и когнитивным нарушениям, изменённой активности и трудностям с размножением.
Витамин К2: новый подход к лечению митохондриальных заболеваний
Исследователи обнаружили, что форма витамина К2, известная как МК-4, восстанавливает уровень АТФ до нормального у эмбрионов и улучшает память, активность и размножение у взрослых червей. Это открытие открывает новые перспективы для лечения митохондриальных заболеваний у человека.
Случаи обнаружения отцовской митохондриальной ДНК у взрослых
Зарегистрировано лишь несколько случаев, когда отцовская митохондриальная ДНК была обнаружена у взрослых людей. Один из таких случаев описывает 28-летнего мужчину с проблемами дыхания, слабыми мышцами и непереносимостью физических упражнений. Другой документирует 17 членов трёх неродственных семей с усталостью, мышечными болями, задержками речи и неврологическими симптомами.
Перспективы дальнейших исследований и возможные применения
Необходимы дополнительные исследования на более крупных животных, но Сюэ подозревает, что даже небольшая задержка PME может способствовать возникновению трудно диагностируемых заболеваний у человека. Он представляет себе день, когда некоторые семьи будут принимать витамин К2 внутриутробно в качестве меры предосторожности. Это исследование и текущие работы лаборатории могут привести к новым способам диагностики и лечения митохондриальных заболеваний.
Заключение
Исследование Университета Колорадо проливает свет на механизмы наследования митохондрий и их роль в жизнедеятельности организма. Оно открывает новые перспективы для понимания и лечения митохондриальных заболеваний, которые ранее оставались плохо изученными. Возможно, в будущем некоторые семьи смогут принимать витамин К2 внутриутробно для предотвращения развития этих заболеваний.
Литература
“Moderate embryonic delay of paternal mitochondrial elimination impairs mating and cognition and alters behaviors of adult animals” by Ding Xue et al. Science Advances
