小球员的巨大变化 线粒体改变身体代谢和基因表达

大约15亿年前，小小的游客来到细胞内，后来演变成所有的植物和动物 - 包括人类。

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这些访客是线粒体，小细胞器，其突出的作用是产生90%的化学能细胞需要存活。从进化的角度来说，人类，动物和植物因此是两种生物的组合。线粒体有自己的DNA，但人类线粒体中的13个基因 - 以及tRNA，rRNA和一些小肽的DNA序列 - 大大超过人类核中的20,000个基因。然而，根据伯明翰阿拉巴马大学病理学教授斯科特巴林格博士的初步研究，这些细小的线粒体可能对细胞代谢和对心力衰竭或肥胖等代谢性疾病的易感性产生强烈影响。

“50年来，研究人员一直试图利用孟德尔遗传学找到疾病易感性，”巴林格在谈到细胞核中染色体基因的研究时说道。“但这只解释了10%的易患疾病的原因。”线粒体DNA对疾病易感性的可能影响取决于两个事实。首先，一个人的所有线粒体DNA都来自母亲，通过她的蛋。这与细胞核中的染色体基因不同，其中平均一半来自母亲，一半来自父亲。其次，人类线粒体DNA已演变成不同的单倍型，并且这些类型中的每一种都具有一起遗传的线粒体DNA变异。大约有25到35个基本的线粒体DNA单倍群，其中一个 - 在非洲种群中发现 - 由于该大陆的深层遗传多样性而具有许多亚型。

为了研究线粒体DNA的影响，Ballinger及其同事在交换小鼠品系的线粒体背景时寻找代谢和核基因表达的变化 - 特别是具有不同线粒体DNA序列的那些，并且在与疾病相关的疾病易感性方面也有显着差异。代谢。在转换线粒体DNA背景后，Ballinger及其同事测量了小鼠从低脂饮食转为高脂肪饮食时脂肪组织中身体成分，代谢和核基因表达的变化。在同类的第一份报告中，他们发现转换线粒体遗传背景对小鼠的肥胖，全身代谢和核基因表达有显着影响。

例如，当饲喂食物与高脂肪饮食时，内脏和皮下脂肪中的基因表达在具有相同核基因组但具有不同线粒体DNA背景的小鼠之间显着改变。这些变化的受影响基因数量差异在10到50倍之间，线粒体DNA背景影响受影响基因的数量是增加还是减少。这些研究还发现，小鼠的代谢效率和体脂百分比也受到影响。“这些结果与不同核 - 线粒体遗传组合以不同方式影响代谢，肥胖和基因表达的观点明显一致，”巴林格说。“这项工作的总体意义在于它可以提供一个新的框架来理解复杂的遗传疾病易感性 - 个体的核和线粒体基因组合，可以影响疾病的发展。我们现在试图了解不同的组合核和线粒体编码基因相互作用以改变代谢，以及它如何影响个体疾病的易感性。“