Cell：一个人仅从母亲继承了3个单位的线粒体DNA？揭开人类线粒体DNA突变的突变率、性质与传递

来源：生物世界 2024-06-10 09:49

该突变在2548个母系系谱中发生了15次，但由于其会对携带者的健康产生严重影响，因此该突变通常会在几代后消失。

安进（Amgen）旗下公司deCODE Genetics的科学家在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：The rate and nature of mitochondrial DNA mutations in human pedigrees的研究论文。

该研究发布了迄今为止规模最大的有关人类种系线粒体DNA（mtDNA）突变情况及其在116663对母子中如何传递的研究，揭示了mtDNA突变的突变率、性质及母系遗传的特殊动态。

Kari Stefansson（左）和Agnar Helgason（右）为论文通讯作者，Erla Rut Arnadottir（中）为论文第一作者

该研究记录了mtDNA中的某些位置具有惊人的超突变性，包括众所周知会导致MELAS综合征的3243位有害A G突变。该突变在2548个母系系谱中发生了15次，但由于其会对携带者的健康产生严重影响，因此该突变通常会在几代后消失。

针对系谱中诸多此类短期有害线粒体DNA突变的选择，该研究发现了强有力的综合证据。deCODE团队还报告了影响线粒体的广泛早期负选择的证据，这称为种系选择，即在卵母细胞发育过程中抛弃功能不良的线粒体DNA分子。最后，他们通过大量的系谱mtDNA突变传递得出了可靠的评估结果 个体平均仅从母亲身上遗传大约3个单位的mtDNA，这个数字小于先前研究得出的数字。

论文共同通讯作者Agnar Helgason表示，值得注意的是，卵母细胞携带的数十万个mtDNA仅来自母亲最初携带的大约3种mtDNA分子。这种极端瓶颈决定了mtDNA种系中的新突变会在短短几代内快速消失或固定。这在一定程度上是因为在卵母细胞发育的选择过程中，具有有害突变的mtDNA分子从种系中被去除导致的。

deCODE首席执行官、论文共同通讯作者K ri Stef nsson表示，这项研究让我们进一步了解了mtDNA基因组中核苷酸突变率异常变异的基础，甚至是同一位置不同等位基因之间的变异。不幸的是，正是一些致病突变的高度突变性使其如此普遍，因此它们也更容易被发现。不过，这些研究结果表明，许多导致人类疾病的罕见致病性线粒体DNA突变仍有待发现。

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