Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Eerste DNA-sequentie van een enkele mitochondriën

Anonim

DNA-sequenties tussen mitochondriën in een enkele cel zijn enorm verschillend, vonden onderzoekers in de Perelman School of Medicine aan de Universiteit van Pennsylvania. Deze kennis zal helpen om de onderliggende mechanismen van vele aandoeningen die beginnen met opgestapelde mutaties in individuele mitochondriën beter te verlichten en aanwijzingen geven over hoe patiënten op specifieke therapieën kunnen reageren. De bevindingen worden deze week gepubliceerd in Cell Reports .

advertentie


Mitochondria, een component van cellen die hun eigen DNA (mtDNA) hebben, produceren energie voor het lichaam, naast andere functies. Eén mitochondrion kan 10 of meer verschillende genomen bevatten met honderden tot duizenden individuele mitochondria die zich in elke cel bevinden. Een aantal mitochondriale ziekten komen voort uit mutaties die accumuleren in mtDNA. Deze mutaties zijn bijvoorbeeld gevonden in colorectale, ovarium-, borst-, blaas-, nier-, long- en alvleeskliertumoren.

Met behulp van methoden die zijn ontwikkeld in het laboratorium van senior auteur James Eberwine, PhD, een professor in Systems Pharmacology en Translational Therapeutics, hebben de onderzoekers één mitochondrion geëxtraheerd en vervolgens het mtDNA geëxtraheerd. Ze vergeleken mutaties die aanwezig zijn in een enkel mitochondrion in afzonderlijke muizen- en menselijke neuronen en vonden dat muizencellen meer geaccumuleerde mutaties hadden in vergelijking met menselijke cellen. Vanwege deze bevinding dat mutaties zich in muizen in een ander tempo ophopen tegen mensen, merkt Eberwine op dat een belangrijk onderdeel van de studie is om ervoor te zorgen dat mitochondriale ziekten of potentiële therapeutische eigenschappen in cellen worden onderzocht in modellen waarbij de mutaties gelijk zijn aan die in mensen. .

Het proces van mtDNA-mutaties die zich over een heel leven voordoen, gebeurt hoogstwaarschijnlijk enigszins anders in elke persoon. De studie richtte overeenkomsten en verschillen in discreet mtDNA in dezelfde cel en ook tussen celtypen zoals neuronen en astrocyten in de hersenen. "Door in staat te zijn naar één mitochondrion te kijken en mutatiedynamica tussen mitochondriën te vergelijken, zullen we het risico kunnen inschatten om een ​​drempelwaarde te bereiken voor ziekten die gepaard gaan met een toenemend aantal mitochondriale mutaties." Deze gegevens kunnen bijvoorbeeld de diagnose van neurologische aandoeningen verbeteren, waardoor artsen mogelijk cellen kunnen detecteren die ziek kunnen worden of patiënten kunnen opsporen die bepaalde aandoeningen kunnen ontwikkelen. Dit is met name waarschijnlijk voor aandoeningen die vaker voorkomen bij ouderen waarbij mtDNA-mutaties zijn gevonden te accumuleren met de leeftijd.

In de toekomst zijn de onderzoekers van plan om deze kennis te gebruiken om manieren te vinden om de snelheid van mtDNA-mutatie-accumulatie te vertragen in de hoop de progressie van de ziekte te stoppen. "Dit stappenplan van de locatie en het aantal mutaties in het DNA van een mitochondrion en in alle mitochondria van een cel is waar we moeten beginnen, " zei Eberwine.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door University of Pennsylvania School of Medicine . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Jacqueline Morris, Young-Ji Na, Hua Zhu, Jae-Hee Lee, Hoa Giang, Alexandra V. Ulyanova, Gordon H. Baltuch, Steven Brem, H. Isaac Chen, David K. Kung, Timothy H. Lucas, Donald M. O'Rourke, John A. Wolf, M. Sean Grady, Jai-Yoon Sul, Junhyong Kim, James Eberwine. Pervasive within-Mitochondrion Single-Nucleotide Variant Heteroplasmy as Revealed by Single-Mitochondrion Sequencing . Cell Reports, 2017; 21 (10): 2706 DOI: 10.1016 / j.celrep.2017.11.031