Effects of intrinsic aerobic capacity, exercise, and aging on ribosomal and mitochondrial DNA copy numbers in rat skeletal muscle and liver - Rajala, Milla (2023)
Geenikopioiden määrän vaihtelu on yksi geneettisen eroavuuden muodoista, joskin se on paljon vähemmän tutkittu yhden nukleotidin muutoksiin verrattuna. Viime vuosina geenikopiomäärien vaihtelu on yhdistetty useisiin monitekijäisiin sairauksiin sekä muun muassa metabolian säätelyyn, ja sen on ehdotettu olevan geneettinen mekanismi eri ympäristöihin sekä stressitekijöihin sopeutumisessa. Geenikopioiden määrän vaihtelun mahdollisesta yhteydestä aerobiseen suorituskykyyn on kuitenkin hyvin vähän tutkimuksia. Käytin korkean (HCR)- ja matalan (LCR) synnynnäisen suorituskyvyn omaavia rottalinjoja selvittääkseni, miten synnynnäinen aerobinen suorituskyky, vanheneminen ja juokseminen vaikuttavat ribosomaalisen DNA:n (rDNA) ja mitokondriaalisen DNA:n (mtDNA) kopiomääriin. Lisäksi selvitin, korreloiko mtDNA:n kopiomäärä mitokondriaalisten markkereiden kanssa. rDNA:n 18S ja mtDNA:n 12S alayksiköiden kopiomäärät määritettiin kvantitatiivisella PCR:llä yhteensä 60:stä lihas- ja maksakudosnäytteestä. rDNA:n kopiomäärä oli korkeampi HCR rotilla molemmissa kudoksissa. Lihaksessa rDNA:n kopiomäärä oli nuorilla HCR rotilla selkeästi korkeampi kuin nuorilla LCR-rotilla; vanhoilla rotilla merkitsevää eroa rDNA:n kopiomäärissä HCR ja LCR rottien välillä ei havaittu. Juokseminen taas lisäsi rDNA:n kopiomäärän hajontaa, mutta ei tilastollisesti merkitsevästi. mtDNA:ssa ei havaittu merkitseviä muutoksia kopiomäärässä HCR ja LCR rottien välillä; juokseminen kuitenkin johti suurempaan mtDNA:n kopiomäärän hajontaan LCR-rotilla. Lisäksi mtDNA korreloi merkitsevästi mitokondriaalisista markkereista vain PGC1-α:n kanssa. Tulevaisuudessa tutkimus tulisi toistaa suuremmalla näytemäärällä sekä käyttämällä useampia kudoksia ja eliöryhmiä. qPCR:llä saatuja tuloksia voisi myös verrata ddPCR:llä, DNA hybridisaatiolla (non-radioactive quantitative hybridization (NQG)), tai uuden sukupolven sekvensoinnilla saataviin tuloksiin. Tutkimukseni mukaan rDNA:n kopiomäärä saattaa periytyä yhdessä synnynnäisen aerobisen suorituskyvyn kanssa. Stressitekijät taas saattavat lisätä rDNA:n variaation määrää, mutta tulokset voivat kuitenkin olla riippuvia kudostyypistä.