کشف هورمونی که اثرات ورزش در بدن را تقلید می‌کند
هورمون‌ها مولکول‌هایی هستند که به عنوان سیگنال‌های بدن عمل می‌کنند و پاسخ‌های مختلف فیزیولوژیکی را تحریک می‌کنند. هورمونی به نام «MOTS-C» که به تازگی کشف شده است، در درجه اول بافت ماهیچه را مورد هدف قرار می‌دهد، که درآن حساسیت به انسولین بازیابی می‌شود، با مقاومت به انسولین وابسته به رژیم غذایی و سن مقابله می‌شود.
پینکاس کوهن، رئیس دانشکده دیویس دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و نویسنده ارشد مقاله مربوط به نتایج تحقیق در ژورنال سل متابولیزم می‌گوید: «این کشف یک پیشرفت عمده در شناسایی درمان‌های جدید برای بیماری مربوط به افزایش سن مانند دیابت است گفت.»
برای آزمایش تاثیرات MOTS-C، گروه تحقیقاتی این هورمون را به موش‌هایی دارای رژیم غذایی پرچرب تزریق کردند، که به طور معمول باعث رشد چاقی و مقاومت به انسولین در آنها می‌شود. تزریق، نه تنها هر دوی این اثرات را در موش‌ها سرکوب می‌کند بلکه، مقاومت در برابر انسولین وابسته به سن را که منجر به بروز دیابت خواهد شد را نیز معکوس می‌کند.
شانگهای لیو، استادیار دانشکده دیویس در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و نویسنده اصلی مقاله مربوط به تحقیق می‌گوید: «این کشف افق جدیدی در برابر میتوکندری‌ها و قرار دادن آنها در موقعیت تنظیم کننده‌های فعال سوخت و ساز بدن می‌گشاید.»
MOTS-C در میان هورمون‌ها تنها هورمونی است که در دی.ان.ای میتوکندری کدگذاری می‌شود. میتوکوندری در حقیقت موتور سلول است که غذا را با سوزاندن به انرژی تبدیل می‌کند. سایر هورمون‌ها در دی.ان.ای هسته کدگذاری می‌شوند.
این تحقیق توسط لی و کوهن و با کمک همکاران آنها از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و همچنین دانشکده پزشکی دیوید گفن در دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس و موسسه ملی بهداشت آغاز شد. در حالی که تمام قسمت‌های آزمایش MOTS-C تا به امروز بر روی موش‌های آزمایشگاهی انجام شده است و این مکانیزم‌های مولکولی موجود در موش‌ها در تمام پستانداران، از جمله انسان نیز وجود دارند. کوهن می‌گوید: «مجوز مالکیت معنوی MOTS-C به یک شرکت بیوتکنولوژی واگذار شده است که آزمایش‌های بالینی در انسان را ظرف مدت سه سال آینده آغاز خواهد کرد.»
موسسه ملی بهداشت، موسسه جایزه گلن، جایزه پژوهشگر جدید بنیاد پزشکی الیسون و موسسه کمک مالی SC-CTSI روی این کار تحقیقاتی سرمایه گذاری کرده‌اند.
دی‌ان‌ای میتوکندریایی
دی‌ان‌ای میتوکندریایی (mtDNA) نوعی DNA است که در میتوکندری سلول‌های یوکاریوتی یافت می‌شود. کار میتوکندری تبدیل انرژی شیمیایی غذا به آدنوزین تری فسفات یعنی صورتی از انرژی است که برای سلول قابل استفاده باشد.
mtDNA به وسیله پلیمراز گاما رونویسی می‌شود که به وسیله ژنوم هسته‌ای کد می‌شود. رونویسی DNA میتوکندریایی الزاما با تقسیم میتوکندری همراه نیست به همین دلیل ممکن است در یک میتوکندری چندین نسخه از ژنوم به طور جداگانه موجود باشد که به ان کنکاتامر (concatamer) می‌گویند.
به نظر می‌رسد DNA میتوکندریایی و هسته دارای ویژگی‌های تکاملی متفاوتی باشند. mtDNAها از ژنوم‌های حلقوی باکتری‌هایی که توسط اجداد اولیه سلول‌های یوکاریوتی امروزی در بر گرفته شده‌اند مشتق شده‌اند. این نظریه به نظریه اندوسیمبیوتیک (endosymbiotic theory) معروف است. به طور تقریبی هر میتوکندری شامل ۲ تا۱۰ کپی از mtDNA است. در سلول‌های ارگانیسم‌های موجود اکثریت بسیار بزرگی از پروتئین‌های موجود در میتوکندری به وسیله DNA هسته کد می‌شوند اما تصور می‌شود ژن‌های برخی از آنها دارای ریشه باکتریایی هستند که در طی تکامل به سلول‌های یوکاریوتی منتقل شده‌اند.
در اغلب پر سلولی‌ها mtDNA از مادر به ارث می‌رسد. مکانیزم‌های این توارث عبارتست از یک رقیق سازی ساده (یک سلول تخم شامل ۱۰۰هزار تا یک میلیون مولکول mtDNA است در صورتی که یک اسپرم تنها شامل ۱۰۰ تا هزار عدد از آنهاست)، کاهش mtDNA اسپرمی در یک تخم بارور شده و حداقل در تعداد کمی از ارگانیسم‌ها ناکامی mtDNAهای اسپرمی در ورود به تخم. فارغ از اینکه چه مکانیسمی موثر واقع شود این الگوی تک والدی بودن mtDNA در اکثر جانوران، گیاهان و قارچ‌ها دیده شده است.
در تولید مثل جنسیتی میتوکندری به طور انحصاری از مادر به ارث می‌رسد. میتوکندری موجود در اسپرم پستانداران معمولا پس از لقاح توسط سلول تخم نابود می‌شود. علاوه بر این بیشتر میتوکندری در پایه دم اسپرم حضور دارد که به منظور به پیش راندن اسپرم استفاده می‌شود و گاهی اوقات دم در ضمن فرایند لقاح نابود می‌شود. در ۱۹۹۹ این نتیجه بدست آمد که میتوکندری اسپرمی والدی (parental) توسط اوبیکوتین (ubiquitin) علامت گذاری می‌شود تا در آینده برای انهدام درون جنینی انتخاب شود. برخی تکنیک‌های لقاح مصنوعی به ویژه تزریق یک اسپرم به درون یک oocyte ممکن است با این فرایند تداخل کند. این حقیقت که mtDNA از طریق مادری به ارث می‌رسد محققان را قادر می‌سازد تا سلسله نسل مادری را در طی زمان ردیابی کنند (به طریق مشابه DNAهای کروموزوم Y که از طریق پدری به ارث می‌رسد برای دنبال کردن سلسله نسل پدری بکار می‌رود). این کار در انسان‌ها به وسیله آنالیز توالی یک یا چند بخش از نواحی کنترل (HVR۱ یا HVR2) بس متغیر (hypervariable)، مولکول mtDNA و در قالب یک تست DNA نسب شناسانه انجام می‌شود.HVR۱ از حدود ۴۴۰ جفت باز (Base pair) تشکیل شده‌است. این ۴۴۰ جفت باز با نواحی کنترل افراد دیگر (اشخاص دیگر یا منابع موجود در دیتابیس) به منظور مشخص کردن شجره مادری مقایسه می‌شوند.
مفهوم حوای میتوکندریایی نیز براساس تحلیلی مشابه بنا شد تا از طریق ردیابی نسل در طول زمان ریشه اولیه بشر را کشف کند. از انجا که mtDNA به طور کامل بکر نمانده و نرخ جهش سریعی دارد، می‌تواند برای بررسی روابط تکاملی ارگانیسم‌ها مفید واقع شود. در واقع می‌توان توالی mtDNAها را در گونه‌های مختلف مشخص کرد و با مقایسه آنها یک درخت تکاملی ترسیم کرد. از انجا که mtDNA از مادر به فرزند منتقل می‌شود می‌توان از ان به عنوان ابزاری مفید در تحقیقات نسب شناسی برای پیدا کردن اجداد مادری فرد استفاده کرد.
