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PNAS:母親年齡的重要影響

更新時間:2014-10-29      瀏覽次數(shù):1415

近日,賓夕法尼亞州立大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了一個“母體年齡效應”,在此基礎上人們可以預測,母親線粒體的DNA突變有多少會傳遞給后代。研究指出,懷孕時年齡較大的母親,其后代的線粒體突變率更高。這項研究為人們展示了母體年齡效應和線粒體“瓶頸”的大小,對于準備孕育下一代的家庭很有意義。

賓夕法尼亞州立大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了一個“母體年齡效應”,在此基礎上人們可以預測,母親線粒體的DNA突變有多少會傳遞給后代。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。這項研究指出,懷孕時年齡較大的母親,其后代的線粒體突變率更高。相關論文發(fā)表在十月十三日的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

線粒體是細胞中生物試劑能量的結構,它們含有自己的DNA。“線粒體疾病大多影響了不止一個人體系統(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。”

 

研究團隊希望了解,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樣本。對這些健康個體進行研究,可以為日后的疾病研究奠定基礎。由于孩子的mtDNA只遺傳自母親,因此這項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。“細胞隨著年齡的增長持續(xù)分裂,突變基因就會增多。”不過,年長母親的孩子體內,mtDNA突變率也更高。研究人員認為,母親的體細胞和生殖細胞中發(fā)生了類似的突變過程。

 

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

 

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引發(fā)。“瓶頸很小的話,孩子線粒體的突變比率就會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預測,有多少致病mtDNA分子會傳遞給孩子。”

 

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

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