Увеличение потребления пищи путем замены митохондриальных геномов

Увеличение потребления пищи путем замены митохондриальных геномов
                Митохондриальный геном Drosophila (круг) с генами темно-зеленого цвета и точками/линиями, изображающими генетические варианты. Внутреннее изображение показывает два митохондриальных гаплотипа: зеленый, связанный с низким потреблением пищи, и красный с высоким потреблением пищи. Предоставлено: Мария Литовченко и Рул Беверс (EPFL).

Многие из характеристик, которые отличают людей друг от друга, часто являются результатом небольших различий в ДНК между людьми. Изменения только в одной основе в нашей ДНК могут вызывать значительные различия в таких характеристиках, как продолжительность сна, вес и рост, и, к сожалению, они также могут стать источником болезней.
                                                                                       

Чтобы уверенно связать вариации в гене или геноме (то, что биологи называют «генотипами») и вариации в признаках («фенотипы»), ученым в идеале нужны стандартизированные генетические инструменты. Одним из них является генетическая справочная панель дрозофилы (DGRP), которая состоит из> 200 линий плодовой мушки Drosophila melanogaster. У каждой линии в DGRP был полностью секвенирован геном, так что ученые могут определить различия между генотипами, а затем связать их с различиями между интересующими фенотипами.

Большая часть ДНК в эукариотических клетках, которые составляют высшие организмы, такие как плодовые мушки и люди, плотно упакована внутри ядра клетки. Но почти все эукариотические клетки также имеют митохондрии, органеллу, которую часто называют «электростанцией клетки». Митохондрии уникальны тем, что у них есть своя ДНК с собственным набором генов.

Исследования намекают на то, что различия в митохондриальных генах связаны с такими заболеваниями, как ожирение, диабет 2 типа, рассеянный склероз и шизофрения. Проблема в том, что, в отличие от «обычных» генов в ядерных геномах, мы на самом деле очень мало знаем о том, как вариация в митохондриальных генах связана с вариацией в фенотипах.

Об этом говорили Роэл Беверс и Мария Литовченко из лаборатории Барта Депланке в EPFL в статье, опубликованной в Природном метаболизме. Исследователи провели всестороннее исследование, связывающее различия в митохондриальной ДНК с различными признаками в линиях плодовой мухи DGRP. Полученные результаты могут быть включены в будущие исследования ассоциаций генома (GWAS), чтобы получить более подробную информацию о том, как различия в генах — ядерных и митохондриальных, и их взаимодействиях — влияют на различные признаки и заболевания.

«До сих пор исследования DGRP были в основном сосредоточены на генетических вариантах в ядре из-за низкого охвата митохондриальной ДНК», — говорит Депланке. «В этом исследовании мы хотели исследовать влияние вариаций митохондриальной ДНК на признаки в этих линиях мух».

Его команда повторно секвенировала митохондриальные геномы 169 линий плодовой мухи DGRP, что позволило им идентифицировать 231 вариант гена. Затем они рассмотрели «гаплотипы митохондриальной ДНК», которые представляют собой группы вариантов, которые всегда наследуются вместе, идентифицируя 12 различных гаплотипов среди изученных линий мух.

Интересно, что эти гаплотипы были связаны с рядом метаболических фенотипов и заболеваний. «Мы нашли много связей со стрессом и метаболизмом, включая потребление пищи у мужчин», — говорит Депланке. Чтобы подтвердить это, исследователи обменялись митохондриальными геномами между линиями плодовой мухи, что фактически изменило пищевое поведение самцов: митохондриальный гаплотип, связанный с высоким потреблением пищи, мог увеличить потребление пищи в линиях мух, которые первоначально демонстрировали низкое потребление пищи.

Работа может помочь будущим исследованиям, предоставляя более высокое разрешение для связи генов и признаков, например, пищевого поведения. «Существуют важные митохондриальные гаплотип-специфические метаболические изменения в DGRP», — заключают авторы. «Это демонстрирует важность включения таких гаплотипов в исследования взаимоотношений генотип-фенотип».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *