Les Biologistes découvrent mâle-nuire au mutant d'ADNmt qui confirme l'hypothèse de la malédiction de la mère

Il y a de preuve neuve que la « malédiction de la mère » - la possibilité que les mamans peuvent communiquer des gènes à leurs enfants qui nuisent à leurs fils mais à non leurs descendants - des prises vraies chez les animaux.

Une Telle possibilité se présente parce qu'il y a deux parts indépendantes du génome dans les cellules d'eucaryote, qui sont trouvées dans des végétaux et animaux, et les deux sont verrouillés dans « une course aux armements moléculaire motivée par le conflit » ces santé des personnes et bien-être d'incidences. La part du lion de génome est situé au noyau de cellules. Mais il y a également une partie secondaire beaucoup plus petite située dans les mitochondries.

Selon la théorie courante, les mitochondries étaient initialement des bactéries indépendantes qui ont développé une capacité de fileter les molécules hautement toxiques de l'oxygène comme source d'énergie puissante. Les Eucaryotes ont manqué de cette capacité, ainsi certains d'entre eux ont trouvé une voie d'avaler l'ancêtre des mitochondries sans l'assimiler - la convertissant en « endosymbiont, » un organisme ce vit dans le fuselage d'un autre organisme. À La Différence du génome nucléaire, qui est établi d'une combinaison du matériel génétique de père et de mère, le génome mitochondrial est réussi vers le bas exclusivement de la mère. En conséquence, la progéniture mâle sont un cul-de-sac évolutionnaire. Tandis Que la sélection naturelle supprime activement les mutations dans l'ADN mitochondrial (ADNmt) qui affaiblissent des femelles, il n'y a aucun mécanisme direct pour sarcler à l'extérieur ceux qui affaiblissent des mâles : une situation que cela mène à la malédiction de la mère.

Tandis Que la sélection naturelle supprime activement les mutations dans l'ADN mitochondrial (ADNmt) qui affaiblissent des femelles, il n'y a aucun mécanisme direct pour sarcler à l'extérieur ceux qui affaiblissent des mâles : la situation qui rend la malédiction de la mère possible.

Maintenant, une équipe des biologistes de l'Université de Vanderbilt et le Centre de Cancérologie de Fred Hutchinson à Seattle ont découvert un mutant d'ADNmt dans le melanogaster de Drosophile de mouche à fruit qui confirme l'hypothèse de la malédiction de la mère chez les animaux : Il réduit la fertilité de progéniture mâle pendant qu'ils vieillissent mais n'exerce pas n'importe quel effet observable sur les enfants de mêmes parents féminins.

« Au Cours des 20 ans depuis que cette possibilité a été identifiée, on a enregistré quelques mutants mitochondriaux qui exercent des incidences nuisibles sur la progéniture mâle, » ont dit Maulik Patel, professeur adjoint des sciences biologiques chez Vanderbilt qui a dirigé l'étude, « mais aucun de elles n'a d'une façon convaincante prouvé que les mutants n'ont exercé aucun effet négatif sur les femelles. Notre étude est la première à examiner largement pour des effets possibles de mâle-nuire à des mutants d'ADNmt sur des femelles et nous étions chanceux pour trouver un tel mutant qui a une incidence négative sur la progéniture mâle sans avoir, dans la mesure où nous pouvons évaluer, tous les effets inverses sur les enfants de mêmes parents féminins. »

La découverte est décrite dans le 2 août en ligne publié par article dans l'eLife de tourillon.

La « malédiction de mères » est l'une des conséquences plus bizarres de la sélection naturelle. Selon la théorie évolutionnaire, l'ADN mitochondrial (ADNmt) et l'ADN nucléaire sont verrouillés en concurrence éternelle. Car on accumule des mutations avantageuses, puis l'autre est forcé pour s'adapter. Ceci est connu comme « hypothèse Rouge de Reine. » Le nom est dérivé d'une déclaration effectuée par la Reine Rouge en Lewis Carroll Par le Psyché : « … il prend tout le fonctionnement que vous pouvez faire, pour maintenir dans le même lieu. »

Aux centrales, qui ont des génomes mitochondriaux beaucoup plus grands qui contiennent un plus grand numéro des gènes, des cas saisissants des mitochondries mâle-nuisantes ont été déjà découverts. Le génome mitochondrial chez les animaux est beaucoup plus petit, cependant, le rendant beaucoup plus dur pour trouver les mutations mâle-nuisantes assimilées.

L'expérience qui a éventuel découvert le mutant mâle-nuisant d'ADNmt était quelque chose d'un exploit qui a pris plus de quatre ans pour remplir. Les scientifiques ont installé 18 lignes indépendantes des mouches à fruit, de chaque se composer 300 femelles et de 100 mâles. Dans 12 de ces lignes femelles vierges ont été rassemblés chaque rétablissement et accouplés aux mâles du stock initial. Les chercheurs ont fait ceci pour 35 rétablissements (environ 70 semaines). Dans les six lignes demeurantes on a permis aux les femelles d'accoupler aux mâles d'enfant de mêmes parents de leur choix. Tout Au Long de cette période les chercheurs surveillaient la forme physique des mouches pour déterminer si les mâles obtenaient nuis.

« Ganesh Miriyala, Aimee Littleton et Moi ont dépensé une année et demie « renversant vole » sans l'idée de si nous terminerions avec n'importe quoi signicatif, » ont dit Patel. Miriyala et Littleton étaient des techniciens de recherches au Centre de Hutchinson.

Heureusement, quand ils ont été faits, les chercheurs ont constaté qu'un mutant unique d'ADNmt avait assuré une des lignes. Ceci a produit un changement unique d'acide aminé de la constitution chimique d'une sous-unité d'un cytochrome C oxydase appelé d'enzymes. Les chercheurs ont déterminé que la mutation fait chuter la production de spermatozoïdes et la mobilité des spermatozoïdes des mâles prématurément pendant qu'elles vieillissent, mais elle ne semble pas n'exercer aucun autre effet sur des mâles ou des femelles.

« Nous n'examinions pas particulièrement pour les mutants qui affectent la fertilité, » avons dit Patel, « mais, dans la vue rétrospective, elle semble raisonnable. Les Mutants qui affectent des mâles mais pas des femelles doivent affecter les tissus qui sont différents dans les mâles et les femelles. »

Leurs découvertes sont compatibles avec une hypothèse qui a été avancée pour expliquer une association entre un mutant humain d'ADNmt et une mobilité des spermatozoïdes réduite : Ce les mutations d'ADNmt peuvent être un contributeur significatif au subfertility mâle intraitable, connu pour affecter 7-10 pour cent des hommes.

Les chercheurs ont également découvert que l'enzyme de mutant était thermo-sensible. Indiquer la température dans leurs cages par quatre degrés Celsius a fait devenir les porteurs mâles presque totalement stériles. Ceci a permis aux scientifiques d'effectuer une expérience supplémentaire pour tester une deuxième prévision de l'hypothèse de la malédiction de la mère : que le génome nucléaire devrait évoluer des mécanismes pour restaurer la forme physique mâle en supprimant l'activité des mutants mâle-nuisants d'ADNmt.

Ils ont accouplé des femelles à l'ADNmt de mutant avec des mâles d'un certain nombre de différentes tensions de mouche à fruit rassemblées d'un certain nombre de différents emplacements autour du monde. Alors ils ont analysé la fertilité de progéniture mâle et étaient étonnés de découvrir que les génomes nucléaires de plusieurs des tensions étaient capables de restaurer complet la fertilité des mâles.

« La stratégie à la laquelle nous avons utilisée dans cette étude, avons combinée avec des avances dans les méthodes pour manipuler les génomes mitochondriaux, fournissons nous exciter des opportunités neuves d'explorer « le côté en noir » d'une des symbioses les plus anciennes et les plus importantes sur la planète. Nous espérons que ceci mènera aux voies de traiter des Maladies mitochondriales, seulement quelques uns qui actuel peuvent être traités, et qui sont hérités par une nouveau-née dans chaque 200 et devenons manifestes dans environ un adulte sur 5.000, » a dit Patel.

Source : Université de Vanderbilt