Störungen in der Funktion der mitochondrialen DNA kann beschleunigen den Alterungsprozess in einer Weise, die anders sind, als bisher angenommen, laut einer neuen finnischen Studie, veröffentlicht in der Natur-Stoffwechsel. Bietet eine neue Perspektive auf das Altern, die Forscher vermuten, dass die beschleunigte Alterung ist ein Ergebnis der anormalen Zelle Nukleotid-Ebene und beeinträchtigt die nukleare DNA Wartung. Die Studie wurde in Zusammenarbeit zwischen der University of Eastern Finland und der University of Helsinki.
Mitochondrien sind kleine Kraftpaket Organellen mit eigener DNA, die mitochondriale DNA (mtDNA). Für fast Hälfte ein Jahrhundert, mitochondriale DNA-Mutationen und oxidativem stress geltend gemacht werden als Hauptursachen für das Altern, wie postuliert, in der mitochondrialen Theorie des Alterns veröffentlicht in den 70er Jahren. Die Theorie wurde getestet auf der mtDNA Mutator-Mäusen, die eine inaktive DNA-Reparatur-Mechanismus. Diese Mäuse akkumulieren Mutationen der mtDNA und Gegenwart mit einer beschleunigten Alterung, die dazu geführt hat Wissenschaftler zu glauben, dass mtDNA-Mutagenese-Laufwerke Altern. Jedoch, trotz des rigorosen Studien mehrerer Gruppen, hat niemand in der Lage gewesen, zu zeigen, dass der Mutator-Mäusen wäre mit erhöhten oxidativen stress.
Die neue Studie Herausforderungen, die diese Theorie auf die Rolle von oxidativem stress und mtDNA-Mutationen im Alter und schlägt eine alternative Erklärung für die Mutator-Mäuse Altern, nämlich gefährdet Kern-DNA Wartung. Die neue Theorie ist auch konsistent mit den Beobachtungen in den progerie-Syndromen, die zu einer vorzeitigen Alterung bei Menschen.
Der vorzeitig-Alterung der Mutator-Mäusen Hafen eine defekte polymerase-gamma-Enzym und präsentieren mit ausgeprägten mtDNA-Mutagenese. Trotz der Existenz von anderen Maus-Modellen mit gleicher mtDNA Mutagene Neigung, die Mutator-Maus-Modell ist die einzige, die das manifestieren einer beschleunigten Alterung. Darüber hinaus progerie ist nicht eine klinische Funktion von Patienten mit mitochondrialer Erkrankung, auch nicht in denjenigen mit den meisten schweren mutierten mtDNA-Profilen. Vielmehr ist das klinische Bild der mtDNA Mutator-Mäusen ist bemerkenswert ähnlich, die von anderen Maus-progerie-Modelle und menschliche progeric Syndrome mit nuklearen Genom-Instabilität, mit der bedeutendsten Mängel in proliferierenden Zellen, und vor allem in Stamm-und Vorläuferzellen wichtig für die regeneration von Gewebe.
Mitochondriale DNA-Replikation können zu stehlen nukleotiden aus der DNA-Nukleotid-Wartung
Die neue Studie zeigt, dass zusätzlich zu den mtDNA-Wartung-Defekten, die Mutator-Mäusen auch manifestieren nuklearen DNA-defekte, einschließlich replication fork stalling, eine erhöhte DNA-Brüche und die Aktivierung der DNA-damage response pathways. Also, wie kann eine primäre mitochondriale DNA Wartung Mangels Einfluss auf die Wartung von nuklearen Genom? Nukleotide sind die Bausteine der DNA, und die ordnungsgemäße zellulären Nukleotid-Ebene sind entscheidend für die Genom-Wartung. Außerdem, die cytoplasmatische und die mitochondriale Nukleotid-pools sind miteinander verbunden. Die Forscher zeigen, dass in der Mutator-Mäusen, die gesamten zellulären Nukleotid-Ebene verringert sind, während die mitochondriale Nukleotid-pools erhöht werden, was darauf hindeutet, bevorzugte Verwendung von nukleotiden in den Mitochondrien. In der Tat, die Replikation der mtDNA ist drastisch beschleunigt in die Zellen des Mutator-Mäusen.