Митохондрии — миниатюрные внутриклеточные электростанции — обладают собственным небольшим геномом, но для работы они также используют ядерные гены. В течение миллионов лет гены митохондрий и ядра подстраивались друг к другу. По мнению исследователей из Университета штата Пенсильвания, у потомков родителей из разных географических популяций эти взаимодействия могут быть нарушены.

Как отмечает Futurity, сегодня почти каждый человеческий геном состоит из фрагментов ДНК, имеющих разное географическое и эволюционное происхождение. Например, часть генов досталась людям в наследство от неандертальцев. Во многих случаях такое смешение повышает приспособленность, но не в случае митохондриальной ДНК.

Исследователи обнаружили, что чем больше различий в географическом происхождении между ядерным и митохондриальным геномами, тем меньше копий митохондриальной ДНК содержится в клетке.

Эта тенденция обнаружилась у шести групп американцев смешанного происхождения, причем конкретное происхождение значения не имело. В ходе исследования также выяснилось, как естественный отбор сглаживает противоречия между ядром и митохондриями. Оказалось, что ядерные гены, унаследованные от определенных предков, предпочитают устанавливать связи с митохондриальными генами аналогичного происхождения.

Например, у пуэрториканцев, получивших значительную часть митохондриальной ДНК от индейцев, с митохондриальными генами связаны в основном ядерные гены индейского происхождения. Похожая ситуация, но уже с генами африканского происхождения, наблюдалась у афроамериканцев.

Правда, в остальных исследованных смешанных популяциях подобного эффекта не наблюдалось.

Ученым пока неизвестно, как противоречия между митохондриальной и ядерной ДНК могут повлиять на работу всей ткани, например, сердечной, и целого организма. Говорить о преимуществах или недостатках носителей смешанного генома пока преждевременно. Исследователи планируют продолжить работу, чтобы больше узнать от причинах митохондриальных болезней и сделать более эффективной митохондриальную заместительную терапию. 

Возможно, накопление мутаций в митохондриальной ДНК служит одним из важных механизмов эволюции. К такому выводу пришли специалисты, изучавшие рачков Tigriopus californicus. Ученые обнаружили, что несовместимость некоторых ядерных и митохондриальных геномов у этих существ способствует появлению новых популяций, способных в будущем стать новыми видами.