Ученые раскрыли причины наследования энергии только от матери

Ученые обнаружили, что уничтожение родительской митохондриальной ДНК является ключевым фактором для нормального развития организмов.

Исследование ученых из Университета Колорадо в Боулдере позволило получить новые данные о древней загадке биологии, касающейся того, почему большинство животных, в том числе и люди, получают митохондриальную ДНК только от матери.

Об этом пишет издание ScienceDaily.

В экспериментах на круглых червях было обнаружено, что неправильное удаление родительской митохондриальной ДНК может приводить к серьезным проблемам, таким как неврологические, поведенческие и репродуктивные расстройства. Это исследование помогает понять влияние элиминации митохондриальной ДНК на развитие организма.

Митохондрии, отвечающие за производство энергии в клетках, имеют собственную ДНК, передаваемую только от матери. Исследование профессора Дина Сюэ показало, что после оплодотворения существует процесс, быстро уничтожающий родительскую митохондриальную ДНК. Это важно для нормального развития организма.

Сообщается, что этот эволюционный механизм наверняка играет ключевую роль в предотвращении передачи генетических повреждений от родительских митохондрий, которые могут быть повреждены во время длительного путешествия сперматозоида в яйцеклетку. В исследовании ученые изучали, что происходит, когда процесс уничтожения родительских митохондрий задерживается, используя круглых червей C. elegans для исследования.

Несмотря на то, что полностью остановить процесс элиминации родительских митохондрий не удалось, десятичасовая задержка привела к существенному снижению уровня АТФ – основной энергетической молекулы клеток. У выживших червей наблюдались проблемы с когнитивными функциями, изменения в поведении и трудности с фертильностью. Это указывает на возможные серьезные последствия нарушения митохондрий у людей, если процесс элиминации не происходит.

Исследование также выявило, что витамин K2, особенно в форме MK-4, может помочь снизить эти дефекты. Введение этого витамина у червей улучшало уровень АТФ, а также положительно влияло на когнитивные и репродуктивные функции. Это открывает новые возможности для лечения или профилактики митохондриальных заболеваний, которые поражают примерно одного человека из 5000 в мире.

Хотя случаи нарушения митохондриальной ДНК у людей редки, исследование ученых предоставляет важные указания для возможных методов лечения. Люди с митохондриальными заболеваниями часто испытывают усталость, мышечную слабость и неврологические симптомы, которые могут быть связаны с задержкой элиминации. Исследование предлагает, что семьи с историей митохондриальных заболеваний могут рассматривать пренатальный прием витамина K2 как профилактическое мероприятие. Однако ученые подчеркивают необходимость дальнейших исследований на больших животных перед тем, как это станет стандартом лечения. Это открытие дает надежду на то, что простой витамин может сыграть важную роль в борьбе с болезнями, длительно вызывавшими трудности у ученых.