Os Biólogos descobrem o homem-prejuízo do mutante do mtDNA que substancia a hipótese da praga da matriz

Há uma evidência nova que a praga da “matriz” - a possibilidade que as mamãs podem transmitir genes a suas crianças que prejudicam seus filhos mas não suas filhas - as posses verdadeiras nos animais.

Tal possibilidade elevara porque há duas porções independentes do genoma nas pilhas do eukaryote, que são encontradas nos vegetais e animal, e os dois são fechados “em uma raça de braços molecular conflito-conduzida” essa saúde humana e bem-estar dos impactos. A parte de leão do genoma é ficada situada no núcleo de pilha. Mas há igualmente uma parcela secundária muito menor situada nas mitocôndria.

De acordo com a teoria geralmente aceitada, as mitocôndria eram as bactérias originalmente independentes que desenvolveram uma capacidade para bater moléculas altamente tóxicas do oxigênio como uma fonte de energia poderosa. Os Eukaryotes faltaram esta capacidade, assim que alguns deles encontraram uma maneira de engulir o antepassado das mitocôndria sem digeri-la - convertendo a em um “endosymbiont,” um organismo esse vive dentro do corpo de um outro organismo. Ao Contrário do genoma nuclear, que é construído de uma combinação do material genético de pai e de matriz, o genoma mitocondrial é passado para baixo exclusivamente da matriz. Em conseqüência, a prole masculina é um sem saída evolucionário. Quando a selecção natural suprimir activamente as mutações no ADN mitocondrial (mtDNA) que enfraquecem fêmeas, não há nenhum mecanismo directo para remover ervas daninhas para fora daqueles que enfraquecem homens: uma situação que isso conduz à praga da matriz.

Quando a selecção natural suprimir activamente as mutações no ADN mitocondrial (mtDNA) que enfraquecem fêmeas, não há nenhum mecanismo directo para remover ervas daninhas para fora daqueles que enfraquecem homens: a situação que torna a praga da matriz possível.

Agora, uma equipe dos biólogos da Universidade de Vanderbilt e o Centro de Investigação do Cancro de Fred Hutchinson em Seattle descobriram um mutante do mtDNA no melanogaster da Drosófila da mosca de fruto que substancia a hipótese da praga da matriz nos animais: Reduz a fertilidade de prole masculina como envelhecem mas não tem nenhum efeito perceptível em irmãos fêmeas.

“Nos 20 anos desde que esta possibilidade foi reconhecida, alguns mutantes mitocondriais foram relatados que têm efeitos deletérios na prole masculina,” disseram Maulik Patel, professor adjunto de ciências biológicas em Vanderbilt que dirigiu o estudo, “mas nenhumas delas mostraram de forma convincente que os mutantes não tiveram nenhuns efeitos negativos nas fêmeas. Nosso estudo é o primeiro a olhar detalhada para efeitos possíveis de homem-prejudicar mutantes do mtDNA em fêmeas e nós éramos afortunados encontrar um tal mutante que tem um impacto negativo na prole masculina sem ter, tanto quanto nós podemos avaliar, todos os efeitos adversos nos irmãos fêmeas.”

A descoberta é descrita em um 2 de agosto em linha publicado artigo no eLife do jornal.

Das “a praga matrizes” é uma das conseqüências mais estranhas da selecção natural. De acordo com a teoria evolucionária, o ADN mitocondrial (mtDNA) e o ADN nuclear são fechados em uma competição infinito. Porque um acumula mutações benéficas, a seguir o outro é forçado para adaptar-se. Isto é sabido como “a hipótese Vermelha da Rainha.” O nome é derivado de uma indicação feita pela Rainha Vermelha em Lewis Carroll Através do Espelho: “… toma todo o corredor que você pode fazer, para manter-se no mesmo lugar.”

Nas plantas, que têm os genomas mitocondriais muito maiores que contêm um número maior de genes, os exemplos impressionantes das mitocôndria deprejuízo têm sido descobertos já. O genoma mitocondrial nos animais é muito menor, contudo, fazendo o muito mais duro detectar mutações deprejuízo similares.

A experiência que descobriu finalmente o mutante deprejuízo do mtDNA era algo de uma excursão-de-força que tomasse mais de quatro anos para terminar. Os cientistas estabelecem 18 linhas independentes de moscas de fruto, de cada consistir 300 fêmeas e de 100 homens. Em 12 destas linhas fêmeas virgens foram recolhidos cada geração e acoplados com os homens do estoque original. Os pesquisadores fizeram este para 35 gerações (aproximadamente 70 semanas). Nas seis linhas permanecendo foram permitidas às fêmeas acoplar-se com os homens do irmão de sua escolha. Ao Longo deste período os pesquisadores monitoravam a aptidão das moscas para determinar se os homens estavam obtendo prejudicados.

“Ganesh Miriyala, Aimee Littleton e Eu passaram um ano e meio “que lança voam” sem a ideia de se nós terminaríamos acima com o qualquer coisa significativo,” disseram Patel. Miriyala e Littleton eram técnicos da pesquisa no Centro de Hutchinson.

Felizmente, quando foram feitos, os pesquisadores encontraram que um mutante do mtDNA do único-ponto tinha tomado sobre uma das linhas. Isto produziu uma única mudança do ácido aminado na estrutura química de uma subunidade de uma enzima chamada oxidase do citocromo C. Os pesquisadores determinaram que a mutação faz com que a produção do esperma e a mobilidade do esperma dos homens deixem cair prematuramente enquanto envelhecem, mas não parece ter nenhuns outros efeitos em homens ou em fêmeas.

“Nós não estávamos olhando especificamente para os mutantes que afectam a fertilidade,” dissemo-lo Patel, “mas, no retrospecto, faz o sentido. Os Mutantes que afectam homens mas não fêmeas devem afectar os tecidos que são diferentes nos homens e nas fêmeas.”

Seus resultados são consistentes com uma hipótese que seja avançada para explicar uma associação entre um mutante humano do mtDNA e uma mobilidade reduzida do esperma: As mutações dEsse mtDNA podem ser um contribuinte significativo ao subfertility masculino untreatable, conhecido para afectar 7-10 por cento dos homens.

Os pesquisadores igualmente descobriram que a enzima do mutante era sensível à temperatura. Girar acima da temperatura em suas gaiolas por quatro graus de Celsius fez com que os portadores masculinos tornassem-se quase completamente estéreis. Isto permitiu que os cientistas executassem uma experiência adicional para testar uma segunda previsão da hipótese da praga da matriz: que o genoma nuclear deve evoluir mecanismos para restaurar a aptidão masculina suprimindo a actividade de mutantes deprejuízo do mtDNA.

Acoplaram fêmeas com o mtDNA do mutante com os homens de um número de tensões diferentes da mosca de fruto recolhidas de um número de lugar diferentes em todo o mundo. Analisaram a fertilidade de prole masculina e foram surpreendidos Então descobrir que os genomas nucleares de muitas das tensões eram capazes completamente de restaurar a fertilidade dos homens.

“A estratégia que nós usamos neste estudo, combinamos com os avanços nos métodos para manipular genomas mitocondriais, fornecemos nos a excitação de oportunidades novas de explorar “o lado escuro” de uma das simbioses as mais velhas e as mais importantes no planeta. Nós esperamos que este conduzirá às maneiras de tratar doenças mitocondriais, simplesmente alguns que actualmente podem ser tratadas, e que são herdadas por uma recém-nascida em cada 200 e tornamo-nos manifestos em aproximadamente um adulto fora de 5.000,” disse Patel.

Source: Universidade de Vanderbilt