Биологи проследили стабильность митохондриальных геномов растений до гена, найденного в вирусах и бактериях

Митохондрии — энергопроизводящие органеллы внутри клеток — имеют собственный отдельный от ядерного геном. В отличие от человеческого митохондриального генома, который подвержен мутациям и связан с генетическими расстройствами, митохондриальные геномы растений обладают одной из самых низких известных скоростей мутаций — около одной мутации на позицию ДНК за миллиард лет.

Исследователи из Университета штата Колорадо, финансируемые грантом NIH, выяснили, что эта стабильность связана с конкретным геном MSH1, который есть у растений, но отсутствует у животных, включая человека. Эксперименты, описанные в Proceedings of the National Academy of Sciences, показали, что нарушение работы гена MSH1 у растения Arabidopsis thaliana приводит к резкому увеличению частоты точечных мутаций и изменений в митохондриальной ДНК.

Происхождение гена

Анализ распространения гена MSH1 по древу жизни, проведённый в исследовании, показал, что он встречается не только у растений, но и у одноклеточных эукариот, а также у некоторых прокариотических и вирусных видов. Это указывает на возможность его происхождения от так называемых гигантских вирусов и распространения между организмами посредством древнего горизонтального переноса генов.

Значение исследования

Понимание механизмов, позволяющих некоторым системам поддерживать низкий уровень мутаций, открывает возможности для изучения обратной стороны — причин высоких скоростей мутаций в митохондриях человека. Это может привести к разработке новых терапевтических подходов для предотвращения таких мутаций. Исследование стало возможным благодаря передовым методам секвенирования ДНК, включая адаптированную технику дуплексного секвенирования.