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      基因地理起源的差異影響線粒體功能
      
			
      
				2019-02-19 14:57:46
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      根據(jù)一項新研究，基因地理起源的差異可能會影響細胞內(nèi)人體線粒體 - 能量生成細胞器的功能。線粒體具有自己的基因組，與細胞核中包含的核基因組分開，并且兩個基因組都包含線粒體能量產(chǎn)生不可或缺的基因。該研究探討了當不同地理來源的基因在基因組內(nèi)匯集在一起??時，這些“有核 - 核”相互作用是否可以通過深度進化時間的自然選擇進行微調。這項研究于2019年1月14日在線發(fā)表在“ 自然生態(tài)學與進化 ”雜志上，可能對公共健康以及取代人體細胞中線粒體的醫(yī)療程序產(chǎn)生影響。
      

      基因地理起源的差異影響線粒體功能
      

      “在不混合的情況下在不同地理位置進化的基因組最終可能會彼此不同，”賓夕法尼亞州立大學Pentz生物學教授，該論文的作者Kateryna Makova說。“如今，幾乎每個人的基因組都有很多混合物由在世界各地不同位置進化的DNA片段組成，這可導致基因組內(nèi)的祖先變異。例如，我們中的許多人攜帶尼安德特人DNA與現(xiàn)代人類DNA一起攜帶。這種變化有很多優(yōu)點; 例如，免疫基因的增加的變化可以提供增強的疾病保護。然而，基因組內(nèi)地理起源的變異也可能潛在地導致基因之間的通信問題，例如線粒體和核基因之間的共同調節(jié)線粒體功能。了解這一過程可能會對人類健康產(chǎn)生影響。“
      

      研究人員專注于線粒體使用的基因。為了發(fā)揮它們的功能，線粒體依賴于線粒體自身DNA中編碼的基因和細胞核內(nèi)編碼的基因。因為線粒體和核DNA以不同方式遺傳 - 核DNA大致平等地傳遞給母親和父親，但線粒體DNA完全是母體 - 與基因相比，核基因組中線粒體相關基因起源的差異更大。在線粒體DNA本身。
      

      研究人員首先研究了不一致 - 線粒體和核基因組之間的地理起源差異程度 - 是否會影響一個特征。他們發(fā)現(xiàn)，不一致的不一致與細胞中線粒體DNA拷貝數(shù)的減少有關，這可能意味著線粒體DNA復制的效率降低。
      

      賓夕法尼亞州立大學生物學博士后研究員，第一作者Arslan Zaidi說：“我們在具有混合血統(tǒng)的六組美國人中觀察到了這種模式。具體來源無關緊要，核起源與線粒體來源有多么不同。”論文。“盡管地理起源的這些差異存在于所有人類中，但我們特別關注具有混合血統(tǒng)的人群，因為這些差異的影響應該更容易在這些人群中發(fā)現(xiàn)。”
      

      該研究小組還發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，自然選擇可能會減少線粒體相關核基因與線粒體基因組之間地理起源的總體差異。他們在分析的六組中的兩組中找到了證據(jù)。波多黎各人擁有較高比例的美洲原住民線粒體DNA，與來自編碼其他功能的其他核基因組的基因相比，具有更多與美國原產(chǎn)地相關的線粒體相關核基因。同樣，非洲裔美國人，與非洲基因組的其他部分相比，非洲裔線粒體DNA的比例較高，其非洲來源的線粒體相關核基因數(shù)量超過預期。
      

      “在這些群體中，我們假設自然選擇正在指導線粒體相關核基因的軌跡，有利于在地理起源上與線粒體DNA更相似的基因變異，”Makova說。“ 在這些組中，可能存在選擇壓力作用于核基因組的其余部分，但是并沒有對所有這些基因中的一種祖先類型進行系統(tǒng)的富集。在我們檢查過的其他三組中，我們沒有觀察這種趨勢，在一組中我們實際上發(fā)現(xiàn)了相反的趨勢。我們還沒有一個很好的解釋，這確實證明了這些相互作用的復雜性。“
      

      該研究的結果強調了更詳細地研究線粒體和核DNA之間相互作用的必要性。然而，研究人員警告說，他們觀察到的不一致的影響是在來自人體組織的細胞系中檢測到的，因此尚不清楚這些影響在人體組織中可能存在多大程度。在未來，他們計劃研究這個問題，并探討不一致對線粒體功能的其他方面以及其他復雜特征(如心臟病發(fā)病率)的影響。
      

      “為了清楚起見，我們的研究并未暗示線粒體和核基因的特定組合會提供優(yōu)勢或劣勢，”Makova說。“但它確實告訴我們，我們應該繼續(xù)調查這兩組基因之間在地理起源上的這些差異。這種信息在線粒體替代治療等醫(yī)療程序中特別有用，線粒體受損的患者從供體接受線粒體將線粒體供體的起源與患者相匹配可能會提高這些程序的有效性，但未來的工作需要確定。“
      
			

			
        
      
			
      
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