Основные причины мутаций в митохондриальной ДНК, вызывающие преждевременное и нездоровое старение организма, выявили ученые БФУ в составе международного коллектива, пишут РИА Новости. По мнению авторов, полученные данные могут помочь в изучении процессов старения организма человека и всех хордовых животных, поиске средств его замедления. Результат представлен в Molecular Biology and Evolution.
Митохондрии — это отдельные компоненты (органеллы) в клетках большинства многоклеточных организмов, в том числе и человека. Их часто называют «электростанциями» клетки, потому что они вырабатывают большую часть ее энергии посредством клеточного дыхания, рассказали специалисты Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ).
У этих органелл есть свой генетический материал, отличающийся по свойствам и строению от «основной» ДНК клетки, которая содержится в ядре. Например, если ядерный геном наследуется ребенком от обоих родителей, то митохондриальная ДНК (мтДНК) передается почти исключительно от матери, добавили в вузе.
Ученые подчеркнули, что и механизмы изменения состава геномов из разных компонентов клетки также отличаются, однако и там, и там мутации ведут к болезням и преждевременному старению. Накопление «поломанных» молекул мтДНК в тканях, которые редко обновляются (мышцах, нейронах), ведет к дегенеративным заболеваниям и угнетению функций организма.
Коллектив исследователей БФУ совместно с коллегами из МГУ имени М.В. Ломоносова, Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, Института молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения РАН, а также учеными из Великобритании, Германии, Китая, США, Франции выявили основные механизмы «поломок» мтДНК в организме хордовых, к которым относятся рыбы, птицы, амфибии, рептилии и млекопитающие.
«Мы предполагаем, что мутации могут возникнуть по трем причинам: ошибки белков-„копировщиков“ мтДНК, воздействие на клетку окислительного стресса и „плохой ремонт“ — сбои в починке этого генома. В ходе анализа геномов 1697 видов организмов пяти разных классов мы выяснили, что первая причина вносит такой же вклад, как вторая и третья в сумме», — рассказал один из авторов работы, младший научный сотрудник Центра геномных исследований БФУ Дмитрий Ильющенко.
Специалист добавил, что такие наборы генетических данных (мутационные спектры) мтДНК могут помочь не только в понимании «механики» старения, но и реконструировать эволюционные связи между видами, а также проследить, как они адаптировались к изменениям окружающих условий.
«На данный момент это первый построенный такого рода мутационный спектр мтДНК для хордовых животных. Он информативен, так как рассматривает не только изменение единичного азотистого основания в геноме, но и учитывает соседние нуклеотиды. Это позволяет нам выявлять мутации, которые сохраняются на протяжении длительного времени и являются общими для разных классов организмов», — объяснил Ильющенко.
Специалисты планируют более подробно изучить участки мтДНК других классов животных для подтверждения своей гипотезы и нахождению новых. Работа выполнена при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети».