Nye ledetråde til, hvordan planter bevarer sunde genomer, undgår mitokondriesygdomme

I et gennembrud, der kunne kaste lys over menneskelige mitokondrielle sygdomme og bane vejen for nye behandlinger, har forskere afsløret nye spor om, hvordan planter opretholder sunde genomer og undgår mitokondriesygdomme.

Mitokondrier er essentielle organeller, der findes i plante- og dyreceller, ansvarlige for energiproduktion og andre kritiske funktioner. Dog kan mutationer i mitokondrielt DNA føre til alvorlige sygdomme hos mennesker, kendt som mitokondrielle sygdomme.

For at forstå, hvordan planter forhindrer disse sygdomme, fokuserede forskere fra University of California, Riverside, på et protein kaldet mitokondriel transkriptionstermineringsfaktor 1 (mTERF1). De opdagede, at mTERF1 spiller en afgørende rolle i at opretholde genomets stabilitet i plantemitokondrier, forhindre skadelige mutationer og sikre korrekt mitokondriefunktion.

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet "Nature Plants", afslørede, at mTERF1 fungerer som en vogter af mitokondrielle genom, beskytter det mod skader og fremmer dets trofaste overførsel til fremtidige generationer af planter. Dette fund tyder på, at manipulation af mTERF1-aktivitet eller relaterede proteiner kunne rumme terapeutisk potentiale til behandling af mitokondrielle sygdomme hos mennesker.

"Vores opdagelse åbner nye veje til at udforske, hvordan planter opretholder mitokondriel genomintegritet, og hvordan denne viden kan anvendes til at forstå og behandle mitokondrielle sygdomme hos mennesker," siger Dr. Juan Dong, en plantemolekylærbiolog og seniorforfatter af undersøgelsen.

Forskerne brugte modelplanten Arabidopsis thaliana, almindeligvis kendt som museørekarse, til at undersøge mTERF1's rolle. Gennem genetisk manipulation skabte de Arabidopsis-planter med reducerede niveauer af mTERF1 og observerede konsekvenserne på mitokondriefunktionen.

De mTERF1-mangelfulde planter udviste adskillige defekter, herunder nedsat vækst, mandlig sterilitet og nedsat respiratorisk funktion i mitokondrier. Desuden akkumulerede de skadelige mutationer i deres mitokondrielle DNA, hvilket førte til, hvad forskerne kaldte "mitokondrielle sygdomslignende symptomer."

Yderligere eksperimenter afslørede, at mTERF1 binder sig direkte til specifikke DNA-sekvenser i mitokondriegenomet, hvilket forhindrer dannelsen af ​​skadelige DNA-strukturer, der kan forårsage mutationer. Denne bindingsaktivitet er afgørende for at opretholde den strukturelle integritet af det mitokondrielle genom og sikre dets nøjagtige replikation.

"Ved at identificere mTERF1 som en nøglespiller i at bevare mitokondriel genomintegritet i planter, får vi værdifuld indsigt i de mekanismer, der beskytter mod mitokondrielle sygdomme," sagde Dr. Dong. "Denne viden kan guide udviklingen af ​​innovative strategier til behandling af mitokondrielle sygdomme hos mennesker, som i øjeblikket har begrænsede terapeutiske muligheder."

Undersøgelsen fremhæver vigtigheden af ​​grundforskning i planter, da den kan give grundlæggende indsigt i biologiske processer og bane vejen for fremskridt inden for menneskers sundhed. Ved at forstå, hvordan planter opretholder sunde mitokondrielle genomer, kan forskere få inspiration og værktøjer til at bekæmpe ødelæggende sygdomme, der påvirker millioner af mennesker verden over.