जीवन को क्या प्रभावित करता है? माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं के लिए समय निर्धारित कर सकता है | क्वांटा पत्रिका

जिस तरह अलग-अलग जगहों के लोग अलग-अलग लय में काम करते दिखते हैं, उसी तरह अलग-अलग प्रजातियां भी अलग-अलग लय में काम करती हैं। वे अपनी दर पर बूढ़े होते हैं: कुछ, फल मक्खी की तरह, वयस्कता की ओर दौड़ते हैं ताकि वे अपने अल्पकालिक भोजन स्रोत के गायब होने से पहले प्रजनन कर सकें, जबकि मनुष्य जैसे जीव दशकों में धीरे-धीरे परिपक्व होते हैं, आंशिक रूप से क्योंकि एक बड़े, जटिल मस्तिष्क के निर्माण के लिए इसकी आवश्यकता होती है। और एक भ्रूण के जीवन की शुरुआत में, विभिन्न ऊतक कब और कैसे विकसित होते हैं, इसके समय में छोटे-छोटे बदलाव किसी जीव के रूप को नाटकीय रूप से बदल सकते हैं - एक ऐसा तंत्र जिसका उपयोग विकास नई प्रजातियों को बनाने में करता है। हालाँकि, किसी जीव के विकास की गति क्या निर्धारित करती है यह एक रहस्य बना हुआ है।

"विकासात्मक समय को नियंत्रित करने के बारे में हमारा ज्ञान वास्तव में विकासात्मक जीव विज्ञान के अन्य क्षेत्रों से पिछड़ गया है," ने कहा मार्गरेट डियाज़ कुआड्रोस, जो बोस्टन में मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में विकासात्मक गति पर केंद्रित अनुसंधान का नेतृत्व करते हैं।

विकासात्मक जीवविज्ञानियों को पहचानने में जबरदस्त सफलता मिली है नियामक जीन के नेटवर्क जो एक-दूसरे से बात करते हैं - फीडबैक लूप की कैस्केडिंग प्रणालियाँ जो आंख या पैर बनाने के लिए बिल्कुल सही समय और स्थान पर जीन को चालू या बंद करती हैं। लेकिन प्रजातियों के बीच इन जीन नेटवर्क में अत्यधिक संरक्षित समानता विकासात्मक समय में भारी अंतर के विपरीत है। उदाहरण के लिए, चूहे और मनुष्य न्यूरॉन्स बनाने और रीढ़ बनाने के लिए जीन के समान सेट का उपयोग करते हैं। फिर भी चूहे का मस्तिष्क और रीढ़ मनुष्य की तुलना में काफी अलग होते हैं क्योंकि उन जीनों के सक्रिय होने का समय अलग होता है, और यह स्पष्ट नहीं है कि ऐसा क्यों है।

"जीन विनियमन विकासात्मक समय के बारे में सब कुछ स्पष्ट नहीं करता है," ने कहा पियरे वेंडरहेघेन, जो बेल्जियम में केयू ल्यूवेन में मस्तिष्क के विकास और विकास का अध्ययन करता है। "अब, यह थोड़ा उत्तेजक है क्योंकि एक तरह से, जीव विज्ञान में, सब कुछ प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से जीन विनियमन द्वारा समझाया जाना चाहिए।"

जीवन को प्रभावित करने वाली चीज़ों के लिए नए स्पष्टीकरण नवाचारों से उभर रहे हैं - जैसे स्टेम सेल कल्चर में प्रगति और चयापचय में हेरफेर करने के लिए उपकरणों की उपलब्धता, शुरुआत में कैंसर का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था - जो अब शोधकर्ताओं को प्रारंभिक विकास की गति को चार्ट करने और उसके साथ खिलवाड़ करने की अनुमति देता है। भ्रूण और ऊतक अधिक विस्तार से। सहित पिछले कुछ वर्षों में कागजात की एक श्रृंखला में एक प्रमुख प्रकाशन जून में, कई शोध दल स्वतंत्र रूप से विकास की गति, जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति और उन जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अंतर्निहित जीन अभिव्यक्ति की दरों के बीच दिलचस्प संबंधों पर एकत्रित हुए हैं।

उनके निष्कर्ष एक सामान्य मेट्रोनोम की ओर इशारा करते हैं: माइटोकॉन्ड्रिया, जो कोशिका का टाइमकीपर हो सकता है, जो जीवन को बनाने और बनाए रखने वाली विभिन्न विकासात्मक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए लय निर्धारित करता है।

एक न्यूरॉन समय रखता है

एक दशक से भी अधिक समय पहले, वेंडरहेघेन ने एक प्रयोग किया जिसने विकासात्मक गति को कैसे बनाए रखा जाता है, इसके बारे में आधुनिक अध्ययन की नींव रखी। न्यूरोबायोलॉजिस्ट अंदर था उसकी बेल्जियम प्रयोगशाला पेट्री डिश में स्टेम कोशिकाओं को बढ़ाना और यह देखना कि उन्हें सेलुलर खाली स्लेट से पूर्ण न्यूरॉन्स तक परिपक्व होने और दूसरों के साथ जुड़ने और संचार करने में कितना समय लगा। उन्होंने सोचा कि वह इन चूहों और न्यूरॉन्स बनने वाली मानव स्टेम कोशिकाओं की तुलना करके मानव मस्तिष्क की उत्पत्ति और विकास का सुराग पा सकते हैं।

पहली चीज़ जो उन्होंने देखी वह यह थी कि चूहे की स्टेम कोशिकाएँ लगभग एक सप्ताह में परिपक्व मस्तिष्क कोशिकाओं में विभेदित हो गईं - मानव स्टेम कोशिकाओं की तुलना में अधिक तेजी से, जिन्हें बढ़ने में तीन से चार महीने का समय लगा।

लेकिन क्या वे कोशिकाएँ एक पृथक डिश के बजाय बढ़ते मस्तिष्क में उसी तरह विकसित होंगी? यह पता लगाने के लिए, उन्होंने एक चूहे के न्यूरॉन को एक जीवित चूहे के मस्तिष्क में प्रत्यारोपित किया। कोशिका ने मेजबान माउस के न्यूरॉन्स के समान समयरेखा का पालन किया, लगभग एक सप्ताह के बाद अंतर किया। फिर उन्होंने मानव न्यूरॉन के साथ भी यही प्रयास किया और इसे चूहे के मस्तिष्क में प्रत्यारोपित किया। उन्हें यह देखकर आश्चर्य हुआ कि मानव न्यूरॉन ने अपना समय स्वयं निर्धारित किया। चूहों जैसे वातावरण के बावजूद इसे परिपक्व होने में लगभग एक वर्ष का समय लगा।

वेंडरहेघेन ने कहा, "इससे हमें पहला महत्वपूर्ण उत्तर मिला, जो यह है कि समय तंत्र जो भी हो, इसका अधिकांश हिस्सा स्वयं न्यूरॉन्स में होता है।" "भले ही आप कोशिकाओं को पेट्री डिश से निकालकर किसी अन्य जीव में डाल दें, फिर भी वे अपनी स्वयं की समयरेखा बनाए रखेंगे।"

फिर भी, कुछ साल पहले तक अंतर्निहित सेलुलर तंत्र के बारे में वस्तुतः कुछ भी ज्ञात नहीं था।

वेंडरहेघेन ने सोचना शुरू कर दिया कि न्यूरॉन के निर्माण खंड कहाँ से आते हैं। "न्यूरॉन्स बनाना, यह एक अत्यंत जटिल इमारत बनाने जैसा है," उन्होंने कहा। "आपको कुछ अच्छे लॉजिस्टिक्स की आवश्यकता है।" कोशिकाओं को बढ़ने और विभाजित होने के लिए न केवल ऊर्जा की बल्कि कच्चे माल के स्रोत की भी आवश्यकता होती है।

उन्हें संदेह था कि माइटोकॉन्ड्रिया इन बिल्डिंग ब्लॉक्स का प्रावधान कर सकता है। कोशिकांग कोशिका के विकास और चयापचय की कुंजी हैं। वे ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, जिससे उन्हें "कोशिका का पावरहाउस" उपनाम मिलता है, और वे अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड के निर्माण और जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए आवश्यक मेटाबोलाइट्स का भी उत्पादन करते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया का क्लासिक दृष्टिकोण यह है कि वे कोशिका के जीवन काल में नहीं बदलते हैं। वेंडरहेघेन ने कहा, "वे कोशिका में सिर्फ अच्छे, सुरम्य छोटे सॉसेज हैं, और वे ऊर्जा प्रदान करते हैं।" लेकिन जब वह और रयोहेई इवाताअपनी प्रयोगशाला में एक पोस्टडॉक्टरल विद्वान, ने न्यूरॉन्स के विकास पर अधिक बारीकी से ध्यान दिया, उन्होंने देखा कि माइटोकॉन्ड्रिया को भी विकसित होने के लिए समय की आवश्यकता होती है।

युवा न्यूरॉन्स, उन्होंने रिपोर्ट किया विज्ञान, कुछ माइटोकॉन्ड्रिया थे, और जो उनके पास थे वे खंडित थे और बहुत कम ऊर्जा उत्पन्न करते थे। फिर, जैसे-जैसे न्यूरॉन्स परिपक्व हुए, माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या, आकार और चयापचय गतिविधि में वृद्धि हुई। और तो और, मनुष्यों की तुलना में चूहों में परिवर्तन अधिक तेजी से हुए। अनिवार्य रूप से, सिस्टम स्केल किया गया: माइटोकॉन्ड्रिया की परिपक्वता दोनों प्रजातियों में न्यूरॉन्स की परिपक्वता के साथ तालमेल में रही।

यह खोज वेंडरहेघेन और इवाता को महत्वपूर्ण लगी। और इससे उन्हें आश्चर्य हुआ कि क्या माइटोकॉन्ड्रिया प्रजातियों के बीच विकासात्मक गति में भारी अंतर पैदा करने वाला शांत ढोल हो सकता है।

रीढ़ की हड्डी कैसे बढ़ाएं

भ्रूण के विकास की गति का अध्ययन करने के लिए क्लासिक मॉडलों में से एक रीढ़ की हड्डी का पैटर्न है। सभी कशेरुकियों की रीढ़ कशेरुक खंडों की एक श्रृंखला से बनी होती है, लेकिन प्रजातियाँ उनकी संख्या और आकार में भिन्न होती हैं। इसलिए विकासात्मक तंत्र के बारे में एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है जो इस आवश्यक कशेरुकी विशेषता और पूरे पशु साम्राज्य में इसकी कई विविधताओं को जन्म देता है।

1997 में, विकासात्मक जीवविज्ञानी ओलिवियर पोरक्विएअब, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में, पहली बार एक आणविक थरथरानवाला का पता चला, जिसे सेगमेंटेशन क्लॉक कहा जाता है, जो कशेरुक रीढ़ की हड्डी को पैटर्न देने वाले तंत्र को चलाता है। चिकन भ्रूणों के साथ काम करते हुए, उनकी शोध टीम ने उन प्रमुख खिलाड़ियों की पहचान की जो भ्रूण के ऊतकों में प्रत्येक कशेरुक खंड के निर्माण के दौरान लयबद्ध रूप से व्यक्त होते हैं। विभाजन घड़ी जीन अभिव्यक्ति के दोलनों को ट्रिगर करती है, जिससे कोशिकाओं को एक वेवफ्रंट सिग्नल के प्रति उनकी प्रतिक्रिया में उतार-चढ़ाव होता है जो सिर से पूंछ तक चलता है। जब वेवफ्रंट प्रतिक्रियाशील कोशिकाओं का सामना करता है, तो एक खंड बनता है। इस प्रकार, क्लॉक-एंड-वेवफ्रंट तंत्र रीढ़ की हड्डी के आवधिक संगठन को नियंत्रित करता है।

विभाजन घड़ी को व्यवस्थित करने वाले जीन सभी प्रजातियों में संरक्षित होते हैं। हालाँकि, घड़ी की अवधि - एक दोलन में दो शिखरों के बीच का समय - नहीं है। कई वर्षों तक, विकासात्मक आनुवंशिकीविद् इसे समझाने में असमर्थ रहे: उनके पास बढ़ते भ्रूण में घड़ी को सटीक रूप से हेरफेर करने के लिए आनुवंशिक उपकरण नहीं थे। इसलिए, 2008 के आसपास, पोरक्विए ने प्रयोगशाला में तंत्र को बेहतर ढंग से विच्छेदित करने के तरीके विकसित करना शुरू कर दिया।

उस समय, "यह पूरी तरह से विज्ञान कथा जैसा लग रहा था," उन्होंने कहा। लेकिन अगले दशक में यह विचार और अधिक प्रशंसनीय हो गया, क्योंकि पोरक्विए की प्रयोगशाला और दुनिया भर के अन्य लोगों ने भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं का संवर्धन करना सीख लिया और यहां तक ​​कि ऑर्गेनॉइड भी बनाते हैं - एक डिश में रेटिना, आंत या मिनी-ब्रेन की तरह।

पोरक्विए और डियाज़ कुआड्रोस, जो उस समय उनके स्नातक छात्र थे, ने माउस और मानव स्टेम कोशिकाओं में घड़ी को पुन: उत्पन्न करने का एक तरीका खोजा। शुरुआती प्रयोगों में, उन्होंने देखा कि चूहों में घड़ी की अवधि लगभग दो घंटे चलती है, जबकि मानव कोशिकाओं में एक दोलन पूरा करने में लगभग पांच घंटे लगते हैं। यह पहली बार था जब किसी ने मनुष्यों में विभाजन घड़ी की अवधि की पहचान की थी।

अन्य प्रयोगशालाओं ने भी विकासात्मक समय के बारे में लंबे समय से चले आ रहे प्रश्नों से निपटने के लिए स्टेम सेल जीवविज्ञान में इन प्रगति की क्षमता देखी। 2020 में, दो अनुसंधान समूह - एक का नेतृत्व मिकी एबिसुया बार्सिलोना में यूरोपीय आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशाला में और दूसरे द्वारा जेम्स ब्रिस्को लंदन में फ्रांसिस क्रिक इंस्टीट्यूट में - स्वतंत्र रूप से पता चला कि कोशिका में बुनियादी आणविक प्रक्रियाएं विकास की गति के साथ चलती रहती हैं। उन्होंने अध्ययन प्रकाशित किए पक्ष by पक्ष in विज्ञान.

एबिसुया की टीम आणविक प्रतिक्रियाओं की दर - जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन क्षरण - में अंतर को समझना चाहती थी जो प्रत्येक घड़ी चक्र को संचालित करती है। उन्होंने पाया कि दोनों प्रक्रियाएं माउस कोशिकाओं में मानव कोशिकाओं की तुलना में दोगुनी तेजी से काम करती हैं।

इसके बजाय ब्रिस्को ने रीढ़ की हड्डी के प्रारंभिक विकास पर ध्यान दिया। विभाजन घड़ी चक्र की तरह, न्यूरॉन भेदभाव प्रक्रिया - जिसमें जीन अनुक्रमों की अभिव्यक्ति और प्रोटीन का टूटना शामिल है - चूहों की तुलना में मनुष्यों में आनुपातिक रूप से फैला हुआ था। ब्रिस्को ने कहा, "मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करके विकास के समान चरण तक पहुंचने में दो से तीन गुना अधिक समय लगता है।"

यह ऐसा था मानो, प्रत्येक कोशिका के अंदर, एक मेट्रोनोम टिक-टिक कर रहा हो। पेंडुलम के प्रत्येक झटके के साथ, विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाएं - जीन अभिव्यक्ति, प्रोटीन क्षरण, कोशिका विभेदन और भ्रूण विकास - सभी गति में रहीं और समय पर रहीं।

लेकिन क्या यह चूहों और मनुष्यों से परे, सभी कशेरुकियों के लिए एक सामान्य नियम था? पता लगाने के लिए, एबिसुया के स्नातक छात्र जॉर्ज लाज़ारो एक "स्टेम सेल चिड़ियाघर" बनाया, जो विभिन्न प्रकार के स्तनधारियों की कोशिकाओं का घर है: चूहे, खरगोश, मवेशी, गैंडा, मनुष्य और मर्मोसेट। जब उन्होंने प्रत्येक प्रजाति की विभाजन घड़ी को पुन: प्रस्तुत किया, तो उन्होंने देखा कि प्रत्येक प्रजाति में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति विभाजन घड़ी की अवधि के साथ लय में रही।

इससे भी अधिक, घड़ी की गति जानवरों के आकार के अनुरूप नहीं थी। चूहे की कोशिकाएँ गैंडे की कोशिकाओं की तुलना में अधिक तेज़ी से दोलन करती हैं, लेकिन मानव कोशिकाएँ गैंडे की कोशिकाओं की तुलना में अधिक धीमी गति से दोलन करती हैं, और मार्मोसेट कोशिकाओं में सभी की तुलना में सबसे धीमी गति से दोलन होता है।

निष्कर्ष, में प्रकाशित सेल स्टेम सेल जून में, सुझाव दिया गया कि जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति विकासात्मक समय को विनियमित करने के लिए एक सार्वभौमिक तंत्र हो सकती है।

उन्होंने आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता के एक महत्वपूर्ण लेकिन उपेक्षित पहलू की सीमाओं को भी आगे बढ़ाया। "हम प्रतिलेखन, अनुवाद और प्रोटीन स्थिरता के बारे में बात कर रहे हैं," डियाज़-क्यूड्रोस ने कहा। हर किसी ने सोचा था कि वे सभी स्तनधारी या कशेरुक प्रजातियों में समान थे, "लेकिन अब हम जो कह रहे हैं वह यह है कि केंद्रीय सिद्धांत की गति प्रजाति-विशिष्ट है, और मुझे लगता है कि यह काफी आकर्षक है।"

प्रोटीन बनाएं या तोड़ें

फिर, घड़ी को एक ऐसे तंत्र से उत्पन्न होना चाहिए जो प्रजातियों में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति निर्धारित करता है। टेरेसा रेयॉन जब वह इसकी उत्पत्ति को उजागर करना चाहती थी मोटर न्यूरॉन्स में अंतर देखा अपनी लंदन प्रयोगशाला में, जहाँ उन्होंने ब्रिस्को के अधीन अध्ययन किया।

उन्होंने आनुवंशिक रूप से फ्लोरोसेंट प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए माउस और मानव न्यूरॉन्स को विकसित करने की योजना बनाई, जो सही तरंग दैर्ध्य पर लेजर द्वारा उत्तेजित होने पर चमकता है। फिर उसने प्रविष्ट प्रोटीनों को नष्ट होते हुए देखा। उसे आश्चर्य हुआ, वही फ्लोरोसेंट प्रोटीन मानव कोशिकाओं की तुलना में माउस कोशिकाओं में अधिक तेज़ी से अलग हो गए, जो न्यूरॉन्स के विकास के साथ समय रखते थे। इससे उसे पता चला कि अंतःकोशिकीय वातावरण में कुछ चीज़ गिरावट की गति निर्धारित करती है।

"यदि आप किसी जीवविज्ञानी से पूछें, 'आप प्रोटीन की स्थिरता कैसे निर्धारित करते हैं?' वे आपको बताएंगे कि यह अनुक्रम पर आधारित है,'' रेयॉन ने कहा, जो अब कैंब्रिज, इंग्लैंड में बब्राहम इंस्टीट्यूट में अपनी प्रयोगशाला का नेतृत्व करती हैं। “हालाँकि, हमने पाया कि वास्तव में ऐसा नहीं है। हम सोचते हैं कि यह वह मशीनरी हो सकती है जो प्रोटीन को ख़राब कर रही है जो भूमिका निभा सकती है।

लेकिन वह और उसका समूह केवल एक ही कोशिका प्रकार में देख रहे थे। यदि विभिन्न ऊतकों में कोशिका प्रकार अलग-अलग दरों पर विकसित होते हैं, तो क्या उनके प्रोटीन भी अलग-अलग दरों पर क्षीण होंगे?

माइकल डोरिटी हीडलबर्ग में यूरोपीय आणविक जीवविज्ञान प्रयोगशाला में तापमान विकास को कैसे प्रभावित करता है, इस पर विचार करके उस प्रश्न पर विचार किया जा रहा था। कीड़ों से लेकर मछलियों तक कई जानवर उच्च तापमान पर पाले जाने पर तेजी से विकसित होते हैं। दिलचस्प बात यह है कि, उन्होंने देखा कि गर्म वातावरण में पले-बढ़े ज़ेबरा मछली के भ्रूणों में, कुछ प्रकार की कोशिकाओं की विकासात्मक गति दूसरों की तुलना में तेज़ हो जाती है।

In एक पूर्वमुद्रण उन्होंने पिछले साल पोस्ट किया था, जिसमें उन्होंने प्रोटीन बनाने और विघटित करने वाली मशीनरी से संबंधित एक स्पष्टीकरण दिया था। कुछ कोशिका प्रकारों को दूसरों की तुलना में अधिक मात्रा या अधिक जटिल प्रोटीन की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, कुछ कोशिका प्रकार लगातार "इन प्रोटीन गुणवत्ता नियंत्रण तंत्रों पर भार डाल रहे हैं," उन्होंने कहा। जब तापमान बढ़ता है, तो उनके पास उच्च प्रोटीन आवश्यकताओं को पूरा करने की क्षमता नहीं होती है, और इसलिए उनकी आंतरिक घड़ी तेज़ होने और गति बनाए रखने में विफल हो जाती है।

उस अर्थ में, जीव एक एकीकृत घड़ी का रखरखाव नहीं करते हैं, बल्कि कई ऊतकों और कोशिका प्रकारों के लिए कई घड़ियाँ रखते हैं। विकासात्मक रूप से कहें तो, यह कोई बग नहीं बल्कि एक विशेषता है: जब ऊतक एक-दूसरे के साथ तालमेल बिठाने से विकसित होते हैं, तो शरीर के अंग अलग-अलग दर से बढ़ सकते हैं - जिससे विविध जीवों या यहां तक ​​कि नई प्रजातियों का विकास हो सकता है।

यह ऐसा था मानो उन्होंने कोशिका के आंतरिक मेट्रोनोम के ट्यूनिंग नॉब की खोज कर ली हो, जो उन्हें भ्रूण के विकास की गति को तेज या धीमा करने देता है। "यह जीन नियामक वास्तुकला में अंतर नहीं है जो समय में इन अंतरों की व्याख्या करता है," पोरक्विए ने कहा। निष्कर्ष थे में प्रकाशित प्रकृति इस साल के शुरू।

यह मेटाबॉलिक ट्यूनिंग नॉब विकासशील भ्रूण तक ही सीमित नहीं था। इस बीच, इवाता और वेंडरहेघेन ने पता लगाया कि परिपक्व न्यूरॉन्स की चयापचय गति के साथ खिलवाड़ करने के लिए दवाओं और आनुवंशिकी का उपयोग कैसे किया जाए - एक प्रक्रिया, जो कि विभाजन घड़ी के विपरीत, जो केवल कुछ दिनों तक चलती है, में कई सप्ताह या महीने लगते हैं। जब माउस न्यूरॉन्स को अधिक धीरे-धीरे ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए मजबूर किया गया, तो न्यूरॉन्स भी अधिक धीरे-धीरे परिपक्व हुए। इसके विपरीत, औषधीय रूप से मानव न्यूरॉन्स को तेज़ मार्ग की ओर स्थानांतरित करके, शोधकर्ता उनकी परिपक्वता में तेजी ला सकते हैं। निष्कर्ष थे में प्रकाशित विज्ञान जनवरी में.

वेंडरहेघेन के लिए, उनके प्रयोगों का निष्कर्ष स्पष्ट है: "चयापचय दर विकासात्मक समय को चला रही है।"

फिर भी, भले ही चयापचय अन्य सभी सेलुलर प्रक्रियाओं का अपस्ट्रीम नियामक है, उन अंतरों को आनुवंशिक विनियमन में वापस आना चाहिए। यह संभव है कि माइटोकॉन्ड्रिया विकासात्मक जीन या प्रोटीन बनाने, बनाए रखने और रीसाइक्लिंग के लिए मशीनरी में शामिल लोगों की अभिव्यक्ति के समय को प्रभावित करता है।

वेंडरहेघेन ने अनुमान लगाया कि एक संभावना यह है कि माइटोकॉन्ड्रिया से मेटाबोलाइट्स उस प्रक्रिया के लिए आवश्यक हैं जो जीनोम में मुड़े हुए डीएनए को संघनित या विस्तारित करता है ताकि इसे प्रोटीन बनाने के लिए स्थानांतरित किया जा सके। हो सकता है, उन्होंने सुझाव दिया हो, वे मेटाबोलाइट्स प्रतिलेखन की दर को सीमित करते हैं और विश्व स्तर पर उस गति को निर्धारित करते हैं जिस पर जीन नियामक नेटवर्क चालू और बंद होते हैं। हालाँकि, यह सिर्फ एक विचार है, जिसके लिए प्रयोगात्मक अनपैकिंग की आवश्यकता है।

यह भी सवाल है कि सबसे पहले माइटोकॉन्ड्रिया को क्या प्रभावित करता है। डियाज़ कुआड्रोस सोचते हैं कि इसका उत्तर डीएनए में छिपा होना चाहिए: "कहीं न कहीं उनके जीनोम में, चूहे और मानव के बीच एक अनुक्रम अंतर होना चाहिए जो विकास दर में उस अंतर को एन्कोड कर रहा है।"

उन्होंने कहा, "हमें अभी भी पता नहीं है कि वह अंतर कहां है।" “दुर्भाग्य से हम अभी भी उससे बहुत दूर हैं।”

इसका उत्तर ढूंढने में समय लग सकता है, और माइटोकॉन्ड्रियल घड़ी की तरह, वैज्ञानिक प्रगति अपनी गति से आगे बढ़ती है।

सुधार, 18 सितंबर, 2023
परिचय में, एक वाक्य को यह स्पष्ट करने के लिए संशोधित किया गया था कि यह जीन अभिव्यक्ति की दर है, न कि समग्र चयापचय दर, जो विकास की गति को निर्देशित करने में मदद करती है। लेख को यह सही करने के लिए भी अद्यतन किया गया था कि स्टेम सेल चिड़ियाघर में किस प्रजाति में सबसे तेज़ और सबसे धीमी विभाजन-घड़ी दोलन हैं।