母亲生育年龄影响后代线粒体DNA突变

作为细胞代谢的工厂,线粒体含有16.5kb的基因，称为线粒体DNA（mtDNA）。因mtDNA变异而导致的疾病达200多种，比如mtDNA可促使糖尿病、癌症、不育、帕金森病以及阿尔茨海默症等疾病的发生。然而，人类基因组研究却并未关注mtDNA，这使得人们对mtDNA仍知之甚少。如果能够了解人类mtDNA变异致病的机理，就能对症下药，因此，了解mtDNA是如何变异的以及在传代中的规律变得更为重要。

mtDNA异质性是指同一个细胞或组织中存在不同的mtDNA变异，这种现象出现于母系传代过程中。目前，对于mtDNA异质性的普遍程度并不了解，而这对于了解mtDNA突变的几率以及对线粒体疾病患者的治疗都非常关健。

美国宾夕法尼亚大学的研究人员探索了异质性在一个人类群体中的普遍程度，从而为与mtDNA有关的疾病的传播提供了见解。

研究人员分析了祖先是欧洲人的39对母亲-孩子的mtDNA（共156个样本，每个样本测序20000个位点）。结果发现，平均每人携带一个异质性，大约1/8的受试者携带与疾病有关的异质性，次等位基因频率≥1。研究人员还计算出mtDNA的种系变异率为1.3×10-8，这比人类细胞核基因组的突变率高了大约1个数量级。更重要的是，研究人员发现，母亲的生育年龄与孩子体内的mtDNA异质性数量存在正向关系，这可能是由卵母细胞老化引起的。而母亲与孩子的mtDNA不同很大程度上是由于卵子在形成过程中的线粒体遗传瓶颈造成的。所谓的线粒体遗传瓶颈是指，人类的每个卵细胞中大约有10万个mtDNA，卵母细胞成熟时，绝大多数mtDNA会丧失，数目可能会随机减少到100个以下，甚至不到10个。而该项研究发现，高龄产妇的线粒体瓶颈比较小，约为30个～35个。

该项研究揭示了mtDNA异质性是动态变化的，而且母系传代过程中的变化受到线粒体遗传瓶颈的影响，母亲的年龄越大，孩子的mtDNA异质性越多。

参考文献：Proceedings of the National Academy of Sciences