Los Biólogos descubren varón-dañar el mutante del mtDNA que verifica la hipótesis de la maldición del molde-madre

Hay nuevas pruebas que maldición la “del molde-madre” - la posibilidad que las mamáes pueden transmitir genes a sus niños que dañen sus hijos pero no sus hijas - los ser verdad en animales.

Tal posibilidad se presenta porque hay dos porciones independientes del genoma en las células del eucariota, que se encuentran en instalaciones y animales, y los dos están bloqueados en una “carrera de armamentos molecular conflicto-impulsada” esa salud humana y salud de los impactos. La mayor parte del genoma está situado en el núcleo de célula. Pero hay también una porción secundaria mucho más pequeña establecida en las mitocondrias.

Según la teoría generalmente aceptada, las mitocondrias eran originalmente las bacterias independientes que desarrollaron una capacidad de golpear ligeramente las moléculas altamente tóxicas del oxígeno como fuente de energía potente. Los Eucariotas faltaron esta capacidad, así que algunos de ellos encontraron una manera de tragar al antepasado de las mitocondrias sin el resumen de ella - convirtiéndola en un “endosymbiont,” un organismo ese vive dentro del cuerpo de otro organismo. A Diferencia del genoma nuclear, que se construye de una combinación del material genético del padre y del molde-madre, el genoma mitocondrial se pasa hacia abajo exclusivamente del molde-madre. Como consecuencia, el descendiente masculino es un callejón sin salida evolutivo. Mientras Que la selección natural suprime activamente las mutaciones en la DNA mitocondrial (mtDNA) que debilitan a hembras, no hay mecanismo directo para eliminar los que debiliten a varones: una situación que eso lleva a la maldición del molde-madre.

Mientras Que la selección natural suprime activamente las mutaciones en la DNA mitocondrial (mtDNA) que debilitan a hembras, no hay mecanismo directo para eliminar los que debiliten a varones: la situación que hace la maldición del molde-madre posible.

Ahora, las personas de biólogos de la Universidad de Vanderbilt y el Centro de Investigación de Cáncer de Fred Hutchinson en Seattle han descubierto un mutante del mtDNA en el melanogaster de la Drosophila de la mosca del vinagre que verifica la hipótesis de la maldición del molde-madre en animales: Reduce la fertilidad del descendiente masculino como envejecen pero no tiene ningún efecto observable sobre hermanos femeninos.

“En los 20 años desde que esta posibilidad fue reconocida, algunos mutantes mitocondriales han estado señalados que tienen efectos perjudiciales sobre el descendiente masculino,” dijeron a Maulik Patel, profesor adjunto de ciencias biológicas en Vanderbilt que dirigió el estudio, “pero ningunas de ellas mostraron convincentemente que los mutantes no tenían ninguna efectos negativa sobre las hembras. Nuestro estudio es el primer a observar completo para los efectos posibles de varón-dañar mutantes del mtDNA sobre hembras y éramos afortunados encontrar un tal mutante que tiene un impacto negativo en el descendiente masculino sin tener, por lo que podemos evaluar, cualquier efecto nocivo sobre los hermanos femeninos.”

El descubrimiento se describe en el 2 de agosto en línea publicado artículo en el eLife del gorrón.

La “maldición de los moldes-madre” es una de las consecuencias más extrañas de la selección natural. Según teoría evolutiva, la DNA mitocondrial (mtDNA) y la DNA nuclear están bloqueadas en una competencia interminable. Pues uno acumula mutaciones beneficiosas, después el otro se fuerza para adaptarse. Esto se conoce como la “hipótesis Roja de la Reina.” El nombre se deriva de una declaración hecha por la Reina Roja en Lewis Carroll A Través del Espejo: “… toma todo el funcionamiento que usted puede hacer, mantener el mismo lugar.”

En las instalaciones, que tienen genomas mitocondriales mucho más grandes que contengan un número más grande de genes, los casos llamativos de mitocondrias varón-que dañaban se han descubierto ya. El genoma mitocondrial en animales es mucho más pequeño, sin embargo, haciéndolo mucho más duro detectar mutaciones varón-que dañan similares.

El experimento que descubrió final el mutante del mtDNA varón-que dañaba era algo de una viaje-de-fuerza que tardó más de cuatro años para terminar. Los científicos fijaron 18 líneas independientes de las moscas del vinagre, de cada consistir en 300 hembras y de 100 varones. En 12 de estas líneas hembras virginales cerco cada generación y fueron apareados con los varones de las existencias originales. Los investigadores hicieron esto para 35 generaciones (cerca de 70 semanas). En las seis líneas restantes se permitió a las hembras aparear con los varones del hermano de su opción. En este período los investigadores vigilaban la aptitud física de moscas para determinar si los varones conseguían dañados.

“Ganesh Miriyala, Aimee Littleton y Yo gastaron un año y medio “que movía de un tirón vuela” sin idea de si terminaríamos hacia arriba con cualquier cosa significativo,” dijeron a Patel. Miriyala y Littleton eran técnicos de la investigación en el Centro de Hutchinson.

Afortunadamente, cuando los hicieron, los investigadores encontraron que un mutante monopunto del mtDNA había asumido el control una de las líneas. Esto produjo un único cambio del aminoácido en la estructura química de una subunidad de una enzima llamada oxidasis del citocromo C. Los investigadores determinaron que la mutación hace la producción de la esperma y la movilidad de la esperma de los varones caer prematuramente mientras que envejecen, pero no aparece tener ninguna otra efectos sobre varones o hembras.

“No observábamos específicamente para los mutantes que afectan a fertilidad,” dijimos Patel, “pero, en vista retrospectiva, la tiene sentido. Los Mutantes que afectan a varones pero no a hembras deben afectar a los tejidos que son diferentes en varones y hembras.”

Sus conclusión son constantes con una hipótesis que ha avance para explicar una asociación entre un mutante humano del mtDNA y una movilidad reducida de la esperma: Las mutaciones de Ese mtDNA pueden ser un contribuidor importante al subfertility masculino intratable, sabido para afectar al 7-10 por ciento de hombres.

Los investigadores también descubrieron que la enzima del mutante era termosensible. El Girar encima de la temperatura en sus jaulas por cuatro grados de Celsius hizo a los portadores masculinos hacer casi totalmente estéril. Esto permitió que los científicos realizaran un experimento adicional para probar una segunda predicción de la hipótesis de la maldición del molde-madre: que el genoma nuclear debe desarrollar los mecanismos para restablecer la aptitud física masculina suprimiendo la actividad de los mutantes del mtDNA varón-que dañan.

Aparearon a hembras con el mtDNA del mutante con los varones de varias diversas deformaciones de la mosca del vinagre cerco de varias ubicaciones diferentes en todo el mundo. Después ensayaron la fertilidad del descendiente masculino y fueron sorprendidos descubrir que los genomas nucleares de muchas de las deformaciones eran capaces totalmente de restablecer la fertilidad de los varones.

“La estrategia de que utilizamos en este estudio, combinamos con avances en los métodos para manipular los genomas mitocondriales, proveemos nosotros la excitación de nuevas oportunidades de explorar “la cara oscura” de una de las más viejas y más importantes simbiosis en el planeta. Esperamos que esto lleve a las maneras de tratar enfermedades mitocondriales, sólo algunos que puedan ser tratadas actualmente, y que son heredadas por una recién nacida en cada 200 y hacemos evidentes en cerca de un de 5,000 del adulto,” dijo a Patel.

Fuente: Universidad de Vanderbilt