Gene außerhalb Kern "Punch über ihr Gewicht"

(ISNS)--für Pflanzen- und Tierzellen, der Großteil ihrer DNA fest verpackt und versteckt in einer Speicherung und Verarbeitung Anlage in ihre Zellen, bekannt als der Kern.

Zellen führen jedoch auch eine kleine Anzahl von Genen in spezialisierten Abteilungen, genannt Organellen, die außerhalb der Kern liegen. Dies sind die Mitochondrien, die Energiegewinnung für Pflanzen- und Tierzellen und Chloroplasten, die Photosynthese in Pflanzenzellen durchführen.

Eine neue Studie findet jetzt, dass Organellen Gene haben einen viel größeren Einfluss auf den Zellstoffwechsel als basierend auf ihre Zahlen zu erwarten wäre.

Die Feststellung, veröffentlicht online in diesem Monat in der Zeitschrift eLife, Implikationen für zukünftige Behandlungen von Krankheiten beim Menschen, geerbt haben könnte, Wissenschaftler sagte.

"Wenn Sie sehen eine Studie, wo die Wissenschaftler sagen, sie haben dieses Gen mit dieser Krankheit verbunden sind, oder, das Gen gefunden zu haben, das dieses Verhalten steuert, sie fast immer ausschließlich Gene im Zellkern, schauten auf", sagte Studienleiter Daniel Kliebenstein, ein Werk Genetiker an der University of California, Davis.

In ihrer Studie untersuchten Kliebenstein und sein Team wie Variation in 25.000 nuklearen und 200 Organellen Gene die Konzentrationen von Tausenden von einzelnen Chemikalien oder Metaboliten in Blatt Geweben von Arabidopsis, beeinflusst eine kleine blühende Pflanze im Zusammenhang mit Kohl und Senf.

Das Experiment beteiligt mehr als 300 Arabidopsis -Pflanzen, die alle die gleichen nuklearen genetische Vielfalt, aber unterschiedlichen Chloroplasten und mitochondriale Gene hatten.

Wenn die Wissenschaftler gemessen verschiedene Metaboliten Konzentrationen in den Werken – alles von Zucker und Aminosäuren, um Fettmoleküle — fanden heraus, dass Organellen Gene erschienen, die Konzentrationen von etwa 80 Prozent von ihnen beeinflussen und die Auswirkungen von 25 bis 200 Prozent reichen könnte.

Edward Morrow, Biologe an der University of Sussex in Großbritannien, sagte, dass Wissenschaftler haben seit fast 20 Jahren, die Organellen Gene "" über ihr Gewicht Punsch können vermutet, aber die aktuelle Forschung eines der umfassendsten Studien des Phänomens bisher ist.

Das Papier offenbart Bände von erstaunlichen Detail über die Auswirkungen der Organellen Gene auf nuklearen Genen, sagte Morrow, der nicht an der Studie beteiligt war. "[Es ist] ziemlich atemberaubend, wirklich."

Alisdair Fernie, ein Werk Genetiker am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam, Deutschland, war auch überrascht über das Ausmaß der Auswirkungen, die Organellen DNA scheinen auf den zellulären Stoffwechsel haben.

"Das Ausmaß dieser Veränderungen ist groß", sagte Fernie, die auch nicht an der Studie teilgenommen haben. "Ich würde sie als weniger vorweggenommen haben."

Während ihrer Experimente durchgeführt wurden, mit Pflanzen, denkt Kliebenstein, die Auswirkungen der Organellen Gene in Säugerzellen, einschließlich derjenigen Menschen auch von Bedeutung sein könnte.

"Ich sehe einen Grund warum wäre es einzigartig [für Pflanzen]," sagte er.

Der University of Sussex Morrow vereinbart. "Alle Zutaten für die gleichen Arten von Interaktionen zwischen den Genomen in menschlichen Zellen auftreten erwartet gibt es," sagte Morrow.

In tierischen Zellen bestätigt, könnte die Ergebnisse bedeuten, dass Studien mit dem Ziel, Erkrankungen wie Adipositas mit spezifischen Genen verknüpfen auch die Auswirkungen der Organellen Gene, berücksichtigen sollte Kliebenstein sagte.

Die neue Studie hätte auch Auswirkungen auf in-vitro-Befruchtung Therapien zur Verhinderung von Krankheiten, die durch defekte Mitochondrien von der Mutter auf das Kind übergeben wird.

Eines der Verfahren vorgeschlagen wird, beinhaltet ein Ei, das defekte Mitochondrien hat den Kern entfernen und Übertragung auf einen Spender Ei, hat gesunde Mitochondrien und die hatte bereits des Kerns entfernt. Das neu errichtete Ei würde dann mit konventionellen in-vitro-Befruchtung Techniken befruchtet werden.

Die Technik hat bisher nur bei Tieren getestet worden, aber die britische Regierung hat vor kurzem vorgeschlagen Verordnungsentwürfe für so genannte "drei-Eltern-Embryonen."

Das beunruhigt Morrow und andere Wissenschaftler, weil, wie die Ergebnisse von Kliebenstein Gruppe und anderen jetzt zeigen, möglicherweise unerwartete und weitreichende Interaktionen zwischen Organellen Gene und ihre nuklearen Gegenstücke.

Die Wechselwirkungen zwischen Organellen und zelluläre DNA "sind das Ergebnis vieler Generationen von Koevolution," Morgen, sagte, "und es scheint, dass therapeutisch aufbrechen auf noch unbekannte Weise Änderungen bei den Nachkommen führen kann.

"Das ist meine Hauptsorge, das das Experiment am Menschen, um diese Effekte zu überprüfen nicht getan hat."

Wurde diese Geschichte von innen Wissenschaft-News-Service bereitgestellt. Ker als ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Südkalifornien. Er tweets auf @kerthan.