大約15億年前,微小的訪(fǎng)客來(lái)到細胞中生活,隨后這些細胞進(jìn)化成為植物和動(dòng)物生命(包括人類(lèi)),這些訪(fǎng)客就是線(xiàn)粒體,其是一種小型的細胞器,能夠產(chǎn)生細胞生存所需要的大約90%的化學(xué)能量,從進(jìn)化學(xué)的角度來(lái)講,人類(lèi)、動(dòng)物和植物實(shí)際上是兩種有機體的完美結合。線(xiàn)粒體擁有自身的DNA,人類(lèi)細胞的線(xiàn)粒體有13個(gè)基因,相比人類(lèi)細胞核中的2萬(wàn)個(gè)基因而言顯得有些黯然失色,盡管如此,這些微型線(xiàn)粒體也會(huì )明顯影響細胞的代謝以及機體對多種代謝性疾病的易感性,比如心力衰竭和肥胖等。
近日,一項刊登在國際雜志EbioMedicine上的研究報告中,來(lái)自阿拉巴馬大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現,線(xiàn)粒體或能改變機體的代謝和基因表達。研究者ScottBallinger博士表示,在長(cháng)達50年的時(shí)間里,科學(xué)家們一直在利用孟德?tīng)?a name='InnerLinkKeyWord' href='//m.qwdk666.com/yuer/beiyun/ysyc/' target='_blank'>遺傳學(xué)來(lái)尋找機體的疾病易感性,線(xiàn)粒體DNA對疾病易感性的可能性影響取決于兩個(gè)事實(shí),首先一個(gè)人機體所有的線(xiàn)粒體DNA都來(lái)自于母親(卵細胞),這與細胞核中染色體的基因并不相同(一半來(lái)自母親,一半來(lái)自父親),其次,人類(lèi)線(xiàn)粒體DNA會(huì )進(jìn)化成為不同的單體型,每一種類(lèi)型都會(huì )遺傳特殊的線(xiàn)粒體DNA突變,目前大約有25-35種基本的線(xiàn)粒體DNA單體型。
為了調查線(xiàn)粒體DNA對機體健康的影響,研究人員對小鼠機體線(xiàn)粒體的背景進(jìn)行交換,隨后尋找小鼠機體代謝和細胞核基因表達的改變,尤其擁有不同的線(xiàn)粒體DNA序列,以及是機體存在與代謝相關(guān)的疾病的易感性差異時(shí)。當關(guān)閉了線(xiàn)粒體DNA背景后,研究人員將小鼠的飲食從低脂肪轉化為高脂肪飲食,隨后測定了小鼠機體成分、脂肪組織的代謝和細胞核基因表達的改變。
研究者發(fā)現,轉換線(xiàn)粒體的遺傳背景信息或會(huì )明顯影響小鼠機體的肥胖、機體整體代謝以及細胞核基因的表達情況。比如,當喂食低脂和高脂飲食后,擁有相同核基因組但不同線(xiàn)粒體DNA背景的小鼠在內臟和皮下脂肪中的基因表達會(huì )發(fā)生顯著(zhù)的變化,受影響基因的數量變化范圍為10-50倍,而且線(xiàn)粒體DNA的背景會(huì )影響受影響基因的數量。此外,研究者還發(fā)現,小鼠機體體脂的代謝效率和體脂百分比也會(huì )受到影響。
研究者Ballinger說(shuō)道,相關(guān)的研究結果與此前提出的一種概念相一致,即不同的細胞核-線(xiàn)粒體遺傳組合或許會(huì )以不同的方式來(lái)影響機體的代謝、肥胖和基因表達;本文研究或能幫助研究人員理解復雜的遺傳性疾病易感性的發(fā)生機制,如今研究人員也正常嘗試理解細胞核和線(xiàn)粒體編碼基因的組合如何相互作用來(lái)改變機體的代謝以及對不同疾病的易感性。