מחקרים

ביטוי גנטי, מחלות תלויות גיל וכמות ה-DNA המיטוכונדריאלי בדם - הילכו יחדיו?

במאמר זה מוצג מחקר המראה בעזרת דגימות דם ורקמות אחרות את הקשר בין הקיים בין כמות עותקי ה-DNA המיטוכנודריאלי בדם לבין ביטוי גנטי בשלל רקמות וכן למחלות תלויות גיל בכלל ומחלות ניווניות של מערכת העצבים בפרט

18.04.2021, 11:00
הדמייה של תיקון גנטי (צילום אילוסטרציה)

מספר עותקי ה-DNA המיטוכונדריאליים (Mitochondrial DNA copy number - mtDNA-CN) מהווה מדד לתפקוד המיטוכונדריאלי ומקושר למחלות תלויות-גיל. יחד עם זאת, לא ברור עד כמה mtDNA-CN בדם עשוי לשקף מחלות המתבטאות באופן ראשוני דווקא ברקמות אחרות.

במאמר שפורסם בכתב העת Genome research נעשה שימוש בפרויקט ה-Genotype-Tissue Expression Projectי(GTEx) בכדי לבחון את הקשרים בין mtDNA-CN הנמדד בדגימות דם-מלא, וביטוי גנטי בדגימות דם מלא ו-47 רקמות נוספות, בקרב אוכלוסייה של 419 פרטים.

mtDNA-CN היה מקושר באופן מובהק לביטויים של 700 גנים בדם המלא, כולל גני-גרעין הדרושים לשכפול DNA מיטוכונדריאלי. נצפתה העשרה משמעותית עבור מסלולי שחבור (splicing) ופרוטאוליזה מתווכת יוביקוויטין, כמו גם עבור גני מטרה לגורם התעתוק המיטוכונדריאלי NRF1. ב-30 דגימות מרקמות שאינן דם, נצפו קשרים מובהקים מעבר למצופה, דבר העשוי לרמז על מתאם בין הביטוי הגנטי הכללי ברקמות אלה לבין mtDNA-CN בדם.

במסגרת המחקר התגלה כי מסלולים מולקולריים הנמצאים בתשתית של מחלות ניווניות של מערכת העצבים מקושרים באופן מובהק ל-mtDNA-C. בנוסף, במאגר המידע הבלתי-תלוי UK Biobank נמצא כי רמת mtDNA-CN מקושרת באופן מובהק עם שיעורים נמוכים יותר של הימצאות (יחס סיכויים 0.89, רווח בר-סמך: 0.83- 0.96) והיארעות (יחס סיכונים 0.95, רווח בר-סמך 95%: 0.91-0.98) של מחלות ניווניות של מערכת העצבים.

התובנה כי mtDNA-CN הנמדד בדם מקיים קשר עם ביטוי גנטי ברקמות אחרות מרמז כי mtDNA-CN מהדם יכול לשקף את מצב הבריאות המטבולית במגוון רחב של רקמות. זיהוי של מסלולי-מפתח כגון שחבור, קשירת RNA וקטליזה, מדגישה את החשיבות של המיטוכונדריה בשימור ההומאוסטזיס התאי.

לבסוף, התיקוף של תפקידו המרכזי של ה- mtDNA-CN במחלות ניווניות של מערכת העצבים במחקר עוקבה בלתי-תלוי מחזק את הקשר שבין mtDNA-CN מהדם, שינוי בביטוי הגנטי במגוון רקמות, ומחלות תלויות- גיל.

מקור: 

Yang, Stephanie Y et al. Genome Research. 2021 Mar;31(3):349-358. doi: 10.1101/gr.269381.120.

נושאים קשורים:  מחקרים,  ביטוי גנים,  מחלות ניווניות,  שחבור,  מיטוכונדריה
תגובות