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线粒体 DNA 半衰期对长寿细胞缺失突变增殖的影响
Acta Biotheoretica ( IF 1.4 ) Pub Date : 2021-06-15 , DOI: 10.1007/s10441-021-09417-z
Alan G Holt 1 , Adrian M Davies 2
Affiliation  

具有缺失突变的线粒体 DNA (mtDNA) 的增殖与衰老和与年龄相关的神经退行性疾病有关。在这项研究中,我们模拟了 mtDNA 半衰期对 mtDNA 竞争和选择的影响。有人提出突变缺失(\(\text {mtDNA}_{del}\))比野生型(\(\text {mtDNA}_{wild}\))具有复制优势,这是有害的到宿主细胞,特别是在有丝分裂后的细胞中。单个细胞可以被视为形成一个封闭的生态系统,其中包含大量独立复制的 mtDNA。在这个封闭的环境中,一个自私复制的\(\text {mtDNA}_{del}\)将与\(\text {mtDNA}_{wild}\)空间和资源,从而损害宿主细胞。在本文中,我们使用计算机模拟来模拟在\(\text {mtDNA}_{wild}\)\(\text {mtDNA}_{del}\)竞争使得细胞到期的环境中的细胞存活在\(\text {mtDNA}_{wild}\)灭绝后。我们专注于长寿命的有丝分裂后细胞(如神经元)的存活时间。我们证实了之前的观察结果,即\(\text {mtDNA}_{del}\)确实比\(\text {mtDNA}_{wild}\)具有复制优势. 正如预期的那样,细胞存活时间随着突变概率的增加而减少,然而,存活时间和突变率之间的关系是非线性的,即突变概率增加十倍只会使存活时间减半。我们模型的结果还表明,半衰期的适度增加对延长细胞存活时间有深远的影响,从而减轻了\(\text {mtDNA}_{del}\)的复制优势。鉴于线粒体功能障碍与各种神经退行性疾病的相关性,我们建议增加 mtDNA 半衰期的疗法可以显着延迟其发作。





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更新日期:2021-06-15
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