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PNAS:母親年齡的重要影響

時(shí)間:2014/10/29閱讀:1535
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近日,賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“母體年齡效應(yīng)”,在此基礎(chǔ)上人們可以預(yù)測,母親線粒體的DNA突變有多少會(huì)傳遞給后代。研究指出,懷孕時(shí)年齡較大的母親,其后代的線粒體突變率更高。這項(xiàng)研究為人們展示了母體年齡效應(yīng)和線粒體“瓶頸”的大小,對于準(zhǔn)備孕育下一代的家庭很有意義。

賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“母體年齡效應(yīng)”,在此基礎(chǔ)上人們可以預(yù)測,母親線粒體的DNA突變有多少會(huì)傳遞給后代。已知有兩百多種疾病是線粒體DNA突變引起的,這些突變還與糖尿病、癌癥、帕金森癥和阿爾茨海默癥有關(guān)。這項(xiàng)研究指出,懷孕時(shí)年齡較大的母親,其后代的線粒體突變率更高。相關(guān)論文發(fā)表在十月十三日的美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。

線粒體是細(xì)胞中生物試劑能量的結(jié)構(gòu),它們含有自己的DNA。“線粒體疾病大多影響了不止一個(gè)人體系統(tǒng),”文章的通訊作者Kateryna Makova教授說。“受到影響的主要是那些需要大量能量的器官,包括心臟、骨骼肌和大腦。線粒體疾病是毀滅性的,目前還沒有治愈的方法,因此我們的發(fā)現(xiàn)有很重要的意義。”

 

研究團(tuán)隊(duì)希望了解,母親和孩子的線粒體DNA(mtDNA)突變是否受到母親年齡的影響。為此他們與兒科醫(yī)生Ian Paul合作,取得了39對健康母子的生物學(xué)樣本。對這些健康個(gè)體進(jìn)行研究,可以為日后的疾病研究奠定基礎(chǔ)。由于孩子的mtDNA只遺傳自母親,因此這項(xiàng)研究沒有考慮父本的mtDNA。

 

研究人員通過DNA測序發(fā)現(xiàn),年齡較大的母親,血液和口腔細(xì)胞中的線粒體DNA突變更多。“這一發(fā)現(xiàn)并不令人意外,”Makova說。“細(xì)胞隨著年齡的增長持續(xù)分裂,突變基因就會(huì)增多。”不過,年長母親的孩子體內(nèi),mtDNA突變率也更高。研究人員認(rèn)為,母親的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中發(fā)生了類似的突變過程。

 

此外,這項(xiàng)研究也為卵細(xì)胞發(fā)育提供了重要的信息。*,在卵細(xì)胞的發(fā)育過程中存在一個(gè)“瓶頸”階段,會(huì)減少傳遞給后代的mtDNA數(shù)量。不過此前科學(xué)家們并不清楚這個(gè)瓶頸到底有多大。“如果瓶頸較大,那么母親線粒體的遺傳學(xué)組成就會(huì)大量傳遞給她的孩子,” Makova解釋道。“如果瓶頸較小,那么線粒體DNA在卵細(xì)胞發(fā)育過程中就會(huì)急劇減少,孩子線粒體的遺傳學(xué)組成將與母親有顯著的差異。我們的研究顯示,這個(gè)瓶頸實(shí)際上是非常小的。”

 

這一發(fā)現(xiàn)對于患有線粒體疾病的女性來說特別重要。對于許多線粒體疾病來說,需要70-80%的分子都攜帶致病突變才會(huì)表現(xiàn)出疾病。但有些疾病,只要10%的mtDNA分子攜帶致病突變就會(huì)引發(fā)。“瓶頸很小的話,孩子線粒體的突變比率就會(huì)與母親有很大的不同,”Makova說。“明確瓶頸的大小可以幫助我們在一定范圍內(nèi)預(yù)測,有多少致病mtDNA分子會(huì)傳遞給孩子。”

 

這項(xiàng)研究為人們展示了母體年齡效應(yīng)和線粒體“瓶頸”的大小,這些信息對于準(zhǔn)備孕育下一代的家庭很有意義。“我們的發(fā)現(xiàn)可以幫助人們預(yù)測,線粒體疾病傳遞到下一代的幾率,”Makova說。

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