物理科技生物学-PHYICA

从珊瑚到农作物:生命如何保护其细胞发电站的ADV-SR0068计划

生物 2021-10-13 00:03:25

卑尔根大学 没有固定身体计划的生物(包括八珊瑚、海圈、海绵、植物和真菌)和有固定身体计划的生物(包括人类和许多动物)可能会使用不同的策略来避免其细胞“发电站”中的损伤累积

“荣誉:杰玛·洛夫豪斯 由卑尔根大学领导的一个国际研究小组发现了从农作物到珊瑚的生物如何在进化过程中避免致命的DNA损伤

我们的细胞,以及动物、植物和真菌的细胞,包含产生化学燃料的隔间

这些隔间包含他们自己的DNA,储存重要细胞机器的指令

但是这种所谓的脱氧核糖核酸(细胞器脱氧核糖核酸)会发生突变,破坏指令,阻止细胞产生足够的能量

在人类和其他一些动物中,一个被称为“瓶颈”的过程允许一些后代遗传较少突变的基因

这个过程需要母亲的卵细胞早期发育,就像人类一样,一个人类女孩出生时所有的卵细胞都已经形成

但是其他生物,从植物到真菌,不会很早发育这些细胞——它们灵活的身体计划意味着卵子不会在发育的早期被“搁置”

“我们想知道这些生物如何在没有类似人类的瓶颈的情况下避免遗传突变,”研究小组的遗传学家艾伦·罗伊维克说,他在UiB工作

科学家们使用数学模型表明,一种叫做基因转换的过程——对脱氧核糖核酸的受控重写——在理论上可以允许一些卵泡在不需要瓶颈的情况下遗传较少的突变基因

利用基因组数据,他们发现控制这一过程的机器存在于植物和真菌中,也存在于软珊瑚、海绵和藻类中——所有生物都没有固定的身体计划

他们还发现,这种机制在最终会产生下一代种子的植物部分最为活跃,这表明它确实被用来让一些后代遗传较少的突变

领导这项研究的UiB数学研究所副教授Iain Johnston说:“总体来看,没有固定身体计划的生物——植物、真菌、珊瑚、海绵、藻类——可能采用了基因转换来处理oDNA突变。”

“人类和其他动物可以早期发育卵细胞,并利用一个瓶颈;其他生物可以用基因转化来代替

" 展望未来,该团队计划探索这种oDNA的覆盖是如何在使用它的生物体中引起其他问题的——包括作物,在那里它会导致不育

他们还在探索一个更广泛的问题,即考虑到变异损害的风险,为什么这些隔室中会含有oDNA

这项由欧洲研究委员会资助的研究将发表在《公共科学图书馆生物学》上

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