Генетика: изучение психических заболеваний на растениях

182
Научные исследования

Во время нового исследования специалисты Йельского университета (Yale University, США) исследовали митохондриальный ген Friendly Mitochondria небольшого цветкового растения, который очень похож на ген Clustered mitochondria homolog, который нашли у мышей, сообщает об этом портал Хайтек со ссылкой на публикацию в научном журнале Springer Nature.

Ученые предложили изучать психические заболевания человека на растениях. Были изучены гены растений и млекопитающих, а в дальнейшем специалисты проанализировали как гены влияют на поведение каждого из них.

«Несколько лет назад я начал интересоваться идеей, что каждый живой организм должен иметь некоторую гомологию, сходство в том, как они выглядят или что они делают», — рассказал Тамас Хорват, старший автор исследования.

Автор работы отметил, что цель сравнительной медицины состоит в том, чтобы увидеть, как нечеловеческие модели могут быть использованы для изучения человеческого состояния.

В своем исследовании Тамас Хорват и его коллеги изучили митохондриальный ген (Friendly Mitochondria, или FMT), обнаруженный у небольшого цветкового растения Резуховидка (резушка) Таля (лат. Arabidopsis thaliana). Оказалось, он очень похож на ген Clustered mitochondria homolog, или CLUH, который нашли у мышей.

Новая работа приблизила ученых к созданию «растения с шизофренией»

Митохондрии регулируют важные функции, такие как обмен веществ, и имеют решающее значение для поддержания здоровья. Как у растений, так и у людей дисфункциональные митохондрии могут влиять на развитие и приводить к заболеваниям, включая нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона и шизофрению у людей.

Для того чтобы лучше понять роль гена, ученые сравнили типичные растения, растения без FMT и растения со сверхактивным FMT. Оказалось, что его поведение влияет на многие важные характеристики растения, включая прорастание семян, длину корня, время цветения и рост листьев.

Были также рассмотрены два важных поведения растений. Первой была реакция на солевой стресс. Когда в окружающей среде ее слишком много, растения, как правило, останавливают прорастание, задерживают цветение и нарушается рост корней. Оказалось, что FMT имеет решающее значение для такого поведения, связанного с избеганием соли.

Второй тип поведения растений известен как гипонастическое поведение — движения, основанные на циркадных ритмах. Специалисты считают, что огромное влияние на растения оказывают циркадные ритмы, потому что свет является для них важнейшим источником энергии.

Чтобы связать реакцию растений с млекопитающими, исследователи оценили поведение различных мышей, сравнив типичных особей с теми, у которых снижен CLUH, ген, очень похожий на FMT. Используя поведенческий тест, в котором мышей помещают в открытую среду, они заметили, что те из них, у которых было меньшее количество CLUH были медленнее и преодолевали более короткие расстояния, чем их собратья.

«У мышей была такая же реакция, как и у растений, с измененной скоростью и общей двигательной активностью. Это рудиментарно, но все же указывает на то, что есть митохондриальные механизмы, которые расшифровывают сходные функции у растений и животных», – комментирует работу Тамас Хорват.

Исследование подтверждает, что такие растения, как арабидопсис и млекопитающие, имеют несколько схожих генов и клеточных процессов, а не только FMT и CLUH.