Ученые раскрыли пропажу отцовских митохондрий у мышей

Митохондрии (красные, слева) и лизосомы (зеленые, в центре) в одно- и двухклеточном эмбрионе мыши (справа - наложение изображений).
Фото: Shi-Ming Luo et al., PNAS, 2013

Американо-китайская группа исследователей обнаружила, что у мышей митохондриальная ДНК сперматозоидов в норме уничтожается еще до слияния с яйцеклеткой. При этом сами «пустые» митохондрии не исчезают, а остаются в клетках эмбриона. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для проведения эксперимента ученые создали две линии мышей. У одной из них зеленым флюоресцентным белком были помечены лизосомы — органеллы, переваривающие белки и другой клеточный «мусор». У другой линии грызунов красным флюоресцентным белком были помечены сами митохондрии. Скрещивая мышей, ученые наблюдали за судьбой отцовских митохондрий в оптический микроскоп.

Оказалось, что у мышей, в отличие от многих других животных, отцовские митохондрии не уничтожаются в лизосомах яйцеклетки, а сохраняются в клетках эмбриона. При этом в большинстве случаев они все равно не содержат ДНК и не делятся. Тем не менее, в некоторых, преимущественно наименее активных сперматозоидах ДНК при сливании с яйцеклеткой еще сохраняется. Интересно, что в таком случае она уже не разрушается и ее удается обнаружить в клетках эмбриона.

Согласно современно точки зрения на происхождение митохондрий, они происходят от бактерий, которые были захвачены предками современных эукариот и стали их «энергетическими станциями». Митохондрии имеют много атавизмов прежней самостоятельности, в том числе собственную ДНК и рибосомы. При этом у подавляющего большинства животных митохондрии наследуются только по женской линии, так как те, из них, что получены от отца, обычно разрушаются или теряют свою ДНК. Это, в свою очередь, часто используется для установления родства, в том числе и у человека.