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作弊线粒体可能受益于细胞应激应对机制

线粒体作弊可能利用细胞机制来应对简单蠕虫中的食物短缺问题,即使这种情况可能会降低蠕虫的福祉,但这种现象仍然存在。

这些发现,今天发表在《eLife》上,可能有助于阐明不同生物体内的欺诈行为和合作行为。

线粒体是细胞内可能从细菌进化而来的能量产生单位。它们具有自己的DNA,从细胞中吸收资源,并通过交换为细胞提供能量。但是一些所谓的“骗子线粒体”具有有害的DNA突变,可能会降低其能量输出并损害生物体。尽管尚不清楚这些欺骗性线粒体对较大生物体的危害,但为什么它们仍然存在。

首席作者布莱恩·吉茨拉格(Bryan Gitschlag)说:“合作和作弊是广泛的进化策略。” 田纳西州纳什维尔范德比尔特大学生物科学系的学生。“虽然作弊为团体中的个体实体带来了优势,但团体之间的竞争却有利于合作。”

Gitschlag和他的同事研究了the虫秀丽隐杆线虫,以观察其细胞内和环境中竞争性进化压力如何使螯合剂线粒体持续存在。

他们测量了蠕虫细胞中的作弊者和典型的线粒体水平。他们发现,在细胞内,一种叫做DAF-16的蛋白可以帮助细胞线粒体繁殖,该蛋白可以帮助细胞抵抗压力。当蠕虫面临食物短缺时,骗子线粒体对其寄主的危害更大,但只有在缺乏DAF-16的人中才会如此。Gitschlag解释说:“这表明食物短缺可以增强针对携带作弊线粒体的蠕虫的进化选择,但DAF-16可以保护它们免受蠕虫的侵害。”

结果表明,生物体内部及其环境中竞争的选择压力可能揭示了为什么自私与合作经常在人群中并存。

范德比尔特大学生物科学助理教授莫利克·帕特尔(Maulik Patel)说:“应付稀缺的能力可以提高团体对作弊的耐受性,无意间延长了作弊者的持久性。”

“由于自私的线粒体基因组与许多疾病有关,并且作弊是一种广泛的进化策略,将我们的方法应用于研究更广泛的作弊变体和宿主物种的集合将是有趣的。这可以使我们更好地了解线粒体的发展疾病或合作与作弊背后的进化原理。” Patel总结道。

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