Митохондрии выбрасывают свою ДНК в клетки нашего мозга

Митохондрии, прямые потомки древних бактерий, могут оказаться еще более необычными, чем предполагалось. Исследование показало, что митохондрии в клетках мозга часто выбрасывают свою ДНК в ядро, где она интегрируется в хромосомы. Такие вставки могут быть вредными: среди почти 1200 участников исследования те, у кого было больше митохондриальных вставок в клетках мозга, умирали раньше, чем те, у кого вставок было меньше. Ранее считалось, что перенос ДНК из митохондрий в человеческий геном — редкость.

Однако теперь стало ясно, что это происходит несколько раз за жизнь человека. Множество таких вставок было обнаружено в разных областях мозга, но не в клетках крови, что объясняет, почему предыдущие исследования, анализировавшие ДНК крови, не заметили этого явления. Митохондриальная ДНК ведет себя подобно вирусу, используя разрывы в геноме для вставки или перемещения, как ретротранспозоны. Эти вставки, называемые ядерно-митохондриальными сегментами (NUMTs), накапливаются в хромосомах уже миллионы лет. В хромосомах каждого человека содержатся сотни рудиментарных сегментов ДНК митохондрий, унаследованных от предков. Исследования последних лет показали, что NUMTогенез продолжается и сегодня.

Новые NUMTs могут интегрироваться в человеческий геном примерно раз на 4000 рождений, что свидетельствует о постоянном взаимодействии митохондрий и ядерных генов. Новые NUMTs также могут возникать в мозге на протяжении жизни. Унаследованные NUMTs в основном безвредны, но если митохондриальная ДНК вставляется в ген или регуляторный регион, это может повлиять на здоровье или продолжительность жизни. Нейроны, которые не могут заменяться при повреждении, могут быть особенно подвержены этим вставкам.

Анализ показал, что вставки ядерной митохондриальной ДНК происходят в мозге, особенно в префронтальной коре, и вероятно несколько раз за жизнь. Люди с большим количеством NUMTs в префронтальной коре умирали раньше, что впервые указывает на возможные функциональные последствия NUMTs и их влияние на продолжительность жизни. Также было обнаружено, что стресс ускоряет NUMTогенез. В кожных клетках, которые культивировались, NUMTs накапливались быстрее, когда митохондрии были дисфункциональны из-за стресса. Это демонстрирует, как стресс может влиять на биологию клеток, повышая вероятность высвобождения частей митохондриальной ДНК, которые могут «инфицировать» ядерный геном.

• Экзоскелеты выходят за пределы лабораторий: помощь рабочим, спасателям и пациентам
• Как кофе связан с кишечником и мозгом: что показало исследование
• Инъекции раз в восемь недель помогли подросткам лучше контролировать ВИЧ
• Назальный спрей против респираторных вирусов получил поддержку американских военных
• Революция в протезировании: циркониевые коронки теперь печатают на 3D-принтере за полчаса
• Таблетка от апноэ сна сократила нарушения дыхания на 44%: сможет ли она заменить CPAP?
• Будущее стоматологии: как регенерация зубов становится реальностью без пересадки стволовых клеток
• Ученые нашли новый способ направлять CAR-T-клетки на солидные опухоли