Progressive increase in mtDNA 3243A>G heteroplasmy causes abrupt transcriptional reprogramming
Notice bibliographique
Résumé
Variation in the intracellular percentage of normal and mutant mitochondrial DNAs (mtDNA) (heteroplasmy) can be associated with phenotypic heterogeneity in mtDNA diseases. Individuals that inherit the common disease-causing mtDNA tRNA(Leu(UUR)) 3243A>G mutation and harbor ∼10-30% 3243G mutant mtDNAs manifest diabetes and occasionally autism; individuals with ∼50-90% mutant mtDNAs manifest encephalomyopathies; and individuals with ∼90-100% mutant mtDNAs face perinatal lethality. To determine the basis of these abrupt phenotypic changes, we generated somatic cell cybrids harboring increasing levels of the 3243G mutant and analyzed the associated cellular phenotypes and nuclear DNA (nDNA) and mtDNA transcriptional profiles by RNA sequencing. Small increases in mutant mtDNAs caused relatively modest defects in oxidative capacity but resulted in sharp transitions in cellular phenotype and gene expression. Cybrids harboring 20-30% 3243G mtDNAs had reduced mtDNA mRNA levels, rounded mitochondria, and small cell size. Cybrids with 50-90% 3243G mtDNAs manifest induction of glycolytic genes, mitochondrial elongation, increased mtDNA mRNA levels, and alterations in expression of signal transduction, epigenomic regulatory, and neurodegenerative disease-associated genes. Finally, cybrids with 100% 3243G experienced reduced mtDNA transcripts, rounded mitochondria, and concomitant changes in nuclear gene expression. Thus, striking phase changes occurred in nDNA and mtDNA gene expression in response to the modest changes of the mtDNA 3243G mutant levels. Hence, a major factor in the phenotypic variation in heteroplasmic mtDNA mutations is the limited number of states that the nucleus can acquire in response to progressive changes in mitochondrial retrograde signaling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».