В митохондриально-ядерной адаптации человека к холодному климату нашли закономерности

Ученые из Италии и России обнаружили новые взаимосвязи изменений в митохондриальном и ядерном геноме человека, появившиеся в связи с адаптацией к холодному климату. Примененные для анализа данных методы машинного обучения в дальнейшем могут быть использованы для поиска взаимного влияния ядерных и митохондриальных генов для самых различных задач биомедицины и антропологии. Статья опубликована в журнале Frontiers in Physiology.

Ученые из ННГУ и Болонского университета провели анализ совместных изменений (коэволюции) митохондриальных и некоторых ядерных генов в трех европейских популяциях Homo sapiens из разных биогеографических и климатических регионов: Финляндии, Великобритании и центральной Италии.

«Генетические перестройки — это не просто “следы истории”, это результат естественного отбора и приспособления к новым, зачастую недружелюбным, условиям жизни, — объясняет руководитель исследования, профессор Университета Лобачевского Клаудио Франчески. — Мы предположили, что миграция в более холодный климат Европы должна была сопровождаться в первую очередь адаптацией энергетических систем клетки, а значит — одновременными, взаимосвязанными изменениями митохондриального и ядерного геномов человека».

Помимо основного генома, хранящегося в ядрах эукариотических клеток, ДНК содержится также в митохондриях, органеллах, в которых синтезируется молекула АТФ — универсальный источник энергии в клетке. Основная проблема исследований по поиску взаимосвязей между изменениями в ДНК ядра и митохондрий — огромные размеры анализируемых данных. Число комбинаций двух геномов, которые предстояло проверить авторам статьи на присутствие коррелированных мутаций, составило около миллиарда.

Однако благодаря использованию методов машинного обучения были выявлены синхронные, согласованные перестройки в ядерных и митохондриальных генах, участвующих в процессе терморегуляции, увеличивающих функциональность скелетных мышц и жировой ткани, которые, вероятно, и стали результатом адаптации к жизни в условиях Северной Европы. В дальнейшем разработанные методы могут быть применены для анализа взаимодействия, взаимного влияния ядерных и митохондриальных генов для самых различных задач биомедицины и антропологии. Результаты работы могут пролить свет на прогнозирование устойчивости организма к различным неблагоприятным условиям и даже к процессу старения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.