Husk at tage misteltenen i ed!
Danske forskere har opdaget, at mitokondrier fra misteltenen kun indeholder 10 gener. Denne opdagelse vil på længere sigt føre til en bedre forståelse af, hvordan mitokondriet fungerer og ikke mindst, hvordan samspillet mellem parasit og vært fungerer. Dette kan få stor betydning, hvis vi kan udnytte denne viden til at bekæmpe det massive tab af afgrøder i fx Sydeuropa og en række tropiske lande.
Alle celler i højere planter indeholder mitokondrier, som fungerer som cellernes kraftcentral og produktionsanlæg. Mitokondrierne opstod for 1,5 milliarder år siden, som en symbiose opstået ved, at en slags bakterie er blevet optaget af en anden bakterie. Mitokondrierne indeholdt derfor fra starten selv et komplet sæt bakterie-arveanlæg (DNA), som siden er blevet meget forenklet, delvis ved overførsel af gener til kernen i værtsorganismen. Parallelt er der sket en specialisering af ”gæstens” stofskifte, så det langsomt er blevet integreret i værtens.
Tilbage i mitokondriernes DNA er der 50-70 gener i de fleste højere planter (eller det var det, de danske forskere troede), som koder for 30-40 proteiner, der hovedsageligt er nødvendige for energistofskiftet. Derudover koder de tilbageværende gener for nogle RNA-molekyler, som skal bruges til proteinsyntesen, som mitokondrierne stadig udfører. Alt dette betyder, at mere end 95 % af de proteiner, som mitokondrierne behøver for at fungere, er indkodet i kernens DNA, syntetiseres i ude i cellerne og importeres ind i mitokondrierne.
Danske forskere fra Københavns Universitet og Aarhus Universitet har nu opdaget, at mitokondrier fra den europæiske mistelten (Viscum alba) og to andre arter af mistelten kun indeholder 10 gener. De tilbageværende gener er oven i købet så forandrede, at det er tvivlsomt, om de er funktionelle.
Der er to mulige forklaringer på dette.
Den ene er, at alle de protein-kodende gener er blevet overført til cellekernen, og at de er funktionelle der, således at deres produkter nu syntetiseres ude i cellen og importeres sammen med alle de andre mitokondrieproteiner. Det er altså en slags status quo, og forskerne ved ikke, hvad der kunne være årsagen til en sådan massiv gen-flytning.
Den anden mulighed, nemlig at alle de forsvundne gener simpelthen er blevet tabt, er meget spændende og åbner helt nye perspektiver for, hvordan snylteplanter har tilpasset sig den ’luksustilværelse’ som det er, at få en stor del af sin energi, vand og mineraler leveret – i dette tilfælde - af værtstræet. Uden de proteiner og RNA-molekyler, som de forsvundne gener koder for, vil mitokondriernes normale energistofskifte nemlig ikke kunne fungere, og spørgsmålet er nu, hvordan mitokondrierne så får deres mere begrænsede portefølje af arbejdsopgaver til at fungere?
Disse resultater giver antageligt, på længere sigt, mulighed for en mere effektiv bekæmpelse af parasitiske planter, hvoraf nogle end ikke laver fotosyntese, men lader værten klare det hele.
Resultaterne er publiceret i Nature Scientific Reports.
Mere information
Lektor Ian Max Møller
Institut for Molekylærbiologi og Genetik,
Aarhus Universitet
ian.max.moller@mbg.au.dk - Mobil: 20872100