Как исчезают отцовские митохондрии
Генетики выяснили, почему ДНК особых внутриклеточных структур – митохондрий – наследуется по материнской линии
Марина Аствацатурян, «Эхо Москвы», по материалам AAAS: Why fathers don't pass on mitochondria to offspring
Генетики выяснили, почему ДНК митохондрий, как правило, наследуется по материнской линии – этот фундаментальный вопрос занимал исследователей более полувека
Изучая репродукцию круглого червя Caenorhabditis elegans, ученые из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado Boulder) и их коллеги из других научных центров обнаружили у известного гена cps-6 новую функцию – кодирование фермента митохондриальной эндонуклеазы, которая разрушает митохондриальную ДНК сперматозоида сразу после того как тот оплодотворит яйцеклетку.
В норме кодируемый геном cps-6 белок контролирует процесс запрограммированной клеточной смерти, благодаря которому организм поддерживает баланс старых и новых клеток. Но Дин Сюэ (Ding Xue) из Боулдера заметил, что во время оплодотворения у червей белок CPS-6 проникает во внутреннюю часть митохондрии и разрезает находящуюся там ДНК на куски. Без инструкций, записанных на интактной ДНК, митохондрии не могут выполнять свои функции.
Сообщая об этом открытии в журнале Science (Zhou et al., Mitochondrial endonuclease G mediates breakdown of paternal mitochondria upon fertilization), авторы исследования отмечают, что задержка процесса уничтожения отцовской митохондриальной ДНК может оказаться фатальной для эмбриона. До сих пор было известно, что наследование по материнской линии управляется процессами, которые происходят в материнской половой клетке, а отцовские митохондрии поглощаются крупными внутриклеточными структурами, аутофагосомами, как только сперматозоид проникнет в яйцеклетку.
Однако в исследовании профессора Сюэ с коллегами показано, что отцовские митохондрии у круглых червей начинают разрушаться до того как их настигнет какая бы то ни было аутофагосома. «Это похоже на механизм самоубийства», говорит другой автор публикации Буюн-Хо Кан (Byung-Ho Kang) из Китайского университета в Гонконге (Chinese University of Hong Kong).
Момент начала саморазрушения отцовской митохондрии наблюдали, изучая червей с помощью электронного микроскопа и томографа. Но ключевой компонент этого процесса, ген cps-6 был обнаружен анализом профиля РНК. Когда ген делетировали, то есть убирали, отцовские митохондрии выживали, но это сопровождалось увеличением частоты гибели эмбрионов.
Как пишут авторы, «получены доказательства того, что выживание отцовских митохондрий угрожает развитию животных, но разрушение их ДНК может стимулировать наследование митохондрий по материнской линии». «Остается убедиться в том, что так же происходит у людей», говорит эксперт издания Science News Винсент Гали (Vincent Galy) из Университета Пьера и Мари Кюри (Pierre and Marie Curie University) в Париже. «Можно представить себе подобный механизм, но он пока не продемонстрирован», добавляет ученый.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
08.07.2016