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日發(fā)現(xiàn)線粒體基因組初始化機制

  • 發(fā)布時間：2016-05-07 01:30:31  來源：科技日報  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　科技日報東京5月6日電 （記者陳超）由日本理化學(xué)研究所凌楓專任研究員、國立精神神經(jīng)醫(yī)療研究中心后藤雄一中心長領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組，發(fā)現(xiàn)在細胞分裂后產(chǎn)生的子細胞的線粒體DNA（mtDNA）中植入線性多聚體，能夠促進線粒體基因組的初始化進程，從而揭示出了線粒體DNA復(fù)制和分配的新機制。

　　在一個細胞里存在數(shù)千個線粒體。新生兒的線粒體全部為正常型mtDNA，為“同質(zhì)性”狀態(tài)。線粒體基因組隨著年齡的增加不斷蓄積變異。成人體細胞形成變異型mtDNA和正常型mtDNA混在的情形，稱為“異質(zhì)性”狀態(tài)。變異型mtDNA達到一定比例以后，線粒體機能隨之下降，會產(chǎn)生線粒體疾病。對于遺傳過程中發(fā)生的從異質(zhì)性到同質(zhì)性的“復(fù)位”這一健全化狀態(tài)，科學(xué)家認為是在卵子形成和發(fā)生階段線粒體基因初始化所起的作用，但至今為止人們對其分子機制尚不了解。

　　研究小組對線粒體疾病患者異質(zhì)性狀態(tài)的細胞注入適量的雙氧水，使其產(chǎn)生活性氧（ROS）然后觀察mtDNA，發(fā)現(xiàn)mtDNA從一個復(fù)制點開始發(fā)生連續(xù)的滾環(huán)式復(fù)制，多數(shù)線粒體基因在直鏈上形成聯(lián)體。這些細胞在分裂過程中，從少數(shù)的模型形成多數(shù)子細胞時內(nèi)容被拷貝繼承，引起線粒體基因的“不平等分配”，從而消除了正常型與變異型混在狀況，恢復(fù)同質(zhì)性狀態(tài)。

　　研究結(jié)果證實，以此前的遺傳基因復(fù)制機理無法說明線粒體基因初始化機理。新研究顯示在線粒體基因初始化機理之下，活性氧使?jié)L環(huán)式復(fù)制更加活躍。該研究由此明確了負責(zé)母系遺傳（細胞質(zhì)遺傳）的mtDNA的復(fù)制和分配機理。這一研究對了解何種機制參與線粒體機能而誕生健全的子孫后代，以及對生命基本原理的理解又更進了一步。

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