大的变化从小型player-mitochondrial背景调节全身代谢和基因表达

大约15亿年前,小游客来到住在后来演变成所有植物和动物的细胞——包括人类。

这些游客是线粒体,小细胞器的突出作用是生产90%的化学能量细胞需要生存。从进化论的角度来看,人类、动物和植物两种生物的组合。

线粒体有自己的DNA,但13个基因在人类mitochondria-along转运rna与DNA序列,核糖体rna和小肽是大大盖过了20000个基因在人类细胞核。然而,这些微小的线粒体可能有强烈的影响细胞代谢和对代谢疾病,如心脏衰竭或肥胖,根据初步研究斯科特•博林格博士,伯明翰阿拉巴马大学病理学教授。

“50年来,研究人员一直试图找到疾病的易感性使用孟德尔遗传学,”博林格说,谈到细胞核的染色体基因的研究。“但这对解释说只有10%的原因疾病。"

可能的线粒体DNA对疾病易感性的影响取决于两个事实。首先,一个人的线粒体DNA来自母亲,通过她的鸡蛋。这是不同于染色体基因在细胞核中,在那里,平均而言,一半来自母亲,一半来自父亲。第二,人类线粒体DNA已经演变成不同的单,和每种类型线粒体DNA变异,是一起遗传的。大约有25至35基本线粒体DNA haplogroups,和一个非洲人口的了许多亚型由于深遗传多样性的大陆。

探讨线粒体DNA的影响,博林格和他的同事们寻找代谢和核基因表达的改变当他们交换了线粒体背景mice-specifically菌株有不同的线粒体DNA序列,也有显著的差异对疾病的易感性与新陈代谢有关。

切换后线粒体DNA背景,博林格和他的同事测量了身体成分的变化,代谢和核基因表达在脂肪组织老鼠从低脂食物饮食转向高脂肪的饮食。

的第一份报告,他们发现,转换线粒体遗传背景对肥胖产生重大影响,整个身体的新陈代谢和核基因表达在老鼠身上。

例如,基因表达在内脏和皮下脂肪明显改变了老鼠之间共享相同的核基因组但是有不同的线粒体DNA的背景,当美联储食物和高脂肪食物。这些变化范围从10 - 50倍的基因数量的差异影响,和线粒体DNA的背景影响影响基因的数量是否增加或减少。这些研究还发现,代谢效率和老鼠的身体脂肪百分比的影响。

“这些结果显然是一致的观念不同nuclear-mitochondrial基因组合影响新陈代谢,肥胖和基因表达在不同的方式,”博林格说。“这项工作的整体含义是,它可以提供一个新的框架来理解复杂的遗传性疾病的敏感个体的核和线粒体基因组,在组合,能够影响疾病的发展。我们现在正试图了解核能和的不同组合线粒体编码基因交互改变新陈代谢,这如何影响个人的疾病磁化率。"