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      母親如何將線粒體內(nèi)的DNA轉(zhuǎn)移給嬰兒
      
			
      
				2019-10-08 09:59:46
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      長期以來，科學(xué)家一直知道，細胞動力室(微小的豆形線粒體)中的DNA僅來自母親的一側(cè)。現(xiàn)在，CNIC研究人員發(fā)表在《細胞代謝》雜志上的一項新研究顯示了這種情況的發(fā)生。此外，由于某些藥物治療，該研究將有助于防止同一細胞內(nèi)發(fā)生不同類型的線粒體DNA。
      

      母親如何將線粒體內(nèi)的DNA轉(zhuǎn)移給嬰兒
      

      線粒體DNA與眾不同的原因是什么?
      

      線粒體DNA的轉(zhuǎn)移是一個不斷變化的過程，導(dǎo)致后代接收母體線粒體DNA。線粒體DNA包含僅存在于線粒體中的37個基因。盡管與人類基因組中的20,000個基因相比，這是一個很小的數(shù)目，但線粒體基因僅來自雌性父母。就像細胞核內(nèi)的其他DNA一樣，不同的種群顯示其線粒體DNA變異。
      

      線粒體DNA以每個細胞內(nèi)的多個線粒體的形式存在于每個細胞中。這種DNA的獨特之處在于它在世代間的傳播過程中沒有任何重組變化。相反，在生殖細胞的細胞核中，DNA進行重組以產(chǎn)生新的且本質(zhì)上不同的親本基因組拷貝，此后又是孩子DNA的一部分。
      

      但是，線粒體DNA確實發(fā)生了突變，這被認為是這種遺傳物質(zhì)的種群間變異的原因。但是，在同一個人中，所有線粒體DNA分子在很大程度上都是相同的，并且都來自存在于胚胎中的母親線粒體基因的原始副本。
      

      線粒體DNA如何轉(zhuǎn)移到后代?
      

      實驗是在實驗小鼠中進行的，該小鼠在兩種類型的線粒體中的每個細胞內(nèi)具有兩個不同的線粒體DNA拷貝。這可能是可繼承的情況。研究小組表明，如果母親細胞中存在兩種或多種類型的線粒體DNA，則可以通過兩種方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移。
      

      第一個途徑在卵子發(fā)育過程中起作用，而第二個途徑在前幾個細胞發(fā)育成胚胎的時期發(fā)生。這兩種調(diào)節(jié)機制確保不同類型的線粒體DNA不會在同一個人中發(fā)生，這種現(xiàn)象稱為異質(zhì)性。在這種情況下，線粒體無法正常運行。
      

      眾所周知，自然界中存在異質(zhì)性，但正如已經(jīng)指出的那樣，有兩種不同的機制對此加以反對。在實驗設(shè)置中，更多卵細胞或卵母細胞的生產(chǎn)是一個低通量的過程，這本身就減少了異質(zhì)性的機會。僅在卵母細胞成熟過程中拾取了線粒體變體之一。
      

      而且，在受精后，一旦卵母細胞開始發(fā)育成胚胎，父親的線粒體DNA就會被主動分解，從而確保以后沒有任何細胞攜帶這種遺傳物質(zhì)。
      

      這些發(fā)現(xiàn)揭示了決定選擇一個或多個線粒體基因組的復(fù)雜機制，以及做出這一選擇的原因。
      

      但是，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)療法，尤其是線粒體替代療法，可導(dǎo)致異質(zhì)性水平低，這表明患者人群中的異質(zhì)性比迄今認為的更為頻繁。這類治療旨在阻止與疾病相關(guān)的線粒體DNA傳播給兒童。
      

      在這種情況下，女性父母的線粒體被健康個體的線粒體所替代。研究人員說，這樣的孩子被稱為“三個父母的孩子”，但不應(yīng)輕視這項技術(shù)。他們強調(diào)需要了解為什么人體正常功能需要線粒體DNA的可變性。此外，當存在異質(zhì)性時，胚胎細胞顯示出新陳代謝的變化，這導(dǎo)致形成更高濃度的活性氧。結(jié)果是，攜帶許多參與細胞呼吸作用以及能量產(chǎn)生和存儲的酶的線粒體內(nèi)膜可能會變形。
      

      研究有何重要意義?
      

      通過揭示線粒體DNA與其他基因組分離的方式，它將幫助科學(xué)家利用這一知識設(shè)計出更好的機制來將突變的線粒體DNA保留在兒童細胞之外。不僅如此，它還將有助于改進預(yù)防線粒體替代療法所導(dǎo)致的異質(zhì)性的方法。
      
			

			
        
      
			
      
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