Разгадали древнюю биологическую загадку: ученые выяснили, почему мы сохраняем только энергию матери

Во время зачатия ребенка, отец и мать делятся с нами набором своих генов, которые ложатся в нашу основу. Однако по какой-то причине мы предпочитаем перенимать энергию только от матери, уничтожая отцовскую часть и до настоящего времени причина оставалось загадкой.

Новое исследование, проведенное учеными в Университете Колорадо в Боулдере, позволило по-новому взглянуть на давнюю биологическую загадку: почему большинство животных, включая человека, наследуют митохондриальную ДНК исключительно от матери. Таким образом исследователи смогли узнать, почему мы, по сути, являемся нацеленными на сохранение энергии лишь нашего самого близкого родственника при развитии, пишет ScienceDaily.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на механизм, лежащий в основе этого процесса, и его последствия, когда отцовская митохондриальная ДНК не удаляется должным образом. Исследование, проведенное на круглых червях, показывает, что когда этот процесс элиминации не удается, это приводит к неврологическим, поведенческим и репродуктивным проблемам в дальнейшем.

Митохондрии, которые часто называют энергетическими центрами клетки, необходимы для производства энергии. Уникально то, что они несут свою собственную ДНК, унаследованную исключительно от матери. Предыдущие исследования профессора Дин Сюэ и его команды выявили процесс, называемый элиминацией отцовских митохондрий (ЭОМ), который обеспечивает быстрое уничтожение отцовской митохондриальной ДНК после оплодотворения.

Эта эволюционная защита, по-видимому, имеет решающее значение для предотвращения закрепления генетического повреждения отцовских митохондрий, которые могут быть повреждены после трудного путешествия сперматозоида к оплодотворению яйцеклетки. В своем последнем исследовании команда использовала C. elegans, вид круглых червей, чтобы изучить, что происходит, когда этот процесс уничтожения задерживается.

Хотя полностью остановить ЭОМ не удалось, 10-часовой задержки оказалось достаточно, чтобы вызвать значительное сокращение клеточной энергетической молекулы АТФ. У выживших червей наблюдались когнитивные нарушения, измененное поведение и проблемы с фертильностью, что указывает на потенциальную серьезность митохондриальных нарушений у людей, если ЭОМ нарушен.

Исследование также показало, что витамин K2, особенно в форме MK-4, может смягчить эти дефекты. Когда исследователи вводили этот витамин пораженным червям, уровень АТФ в их организме восстанавливался, а когнитивные и репродуктивные функции улучшались. Это открывает новые возможности для лечения или даже профилактики митохондриальных заболеваний, которыми в настоящее время страдает примерно один из 5 000 человек во всем мире.

Хотя случаи нарушения отцовской митохондриальной ДНК у людей редки, научная работа ученых дает важные подсказки для потенциальных методов лечения. Например, люди с митохондриальными заболеваниями часто испытывают усталость, мышечную слабость и неврологические симптомы — состояния, которые могут быть связаны с задержкой ЭОМ, подобной той, что наблюдается у червей.

Исследование предполагает, что в будущем семьи с историей митохондриальных заболеваний могут рассматривать пренатальный прием витамина K2 в качестве профилактической меры. Но ученые заявляют, что необходимы дальнейшие исследования на более крупных животных, прежде чем это станет стандартным методом лечения. Тем не менее, это открытие дает надежду на то, что этот простой витамин может сыграть решающую роль в борьбе с классом заболеваний, которые долгое время озадачивали ученых.

Ранее Фокус писал почему братья и сестра не являются копиями, вопреки устоявшимся убеждениям. Развенчивая распространенные мифы, эксперт исследовала увлекательный мир генетики и непредсказуемую ДНК, которой мы делимся с братьями и сестрами.

Также Фокус писал об улучшении технологии редактирования генов CRISPR. Новая версия показывает, что повышение точности технологии CRISPR-Cas9 снижает риск трансформации раковых клеток при генной терапии.

Этот материал носит исключительно информационный характер и не содержит советов, которые могут повлиять на ваше здоровье. Если вы испытываете проблемы, обратитесь к специалисту.