Oburodzicielskie dziedziczenie mtDNA?

Mitochondria są organellami odgrywającymi bardzo ważną rolę w kontekście funkcjonowania komórek, między innymi uczestniczą w produkcji ATP, mechanizmach homeostazy czy apoptozy. Dodatkowo z punktu widzenia genetyki są bardzo ciekawym obiektem badań w związku z rodzajem materiału genetycznego zlokalizowanego w ich wnętrzu. Co jest tak zdumiewającego w tej kolistej cząsteczce kwasu nukleinowego? Mt(DNA) oprócz tego, że w przeciwieństwie do genomowego DNA występuje w komórce w znacznie większej skali (tysiące kopii mtDNA w porównaniu z dwiema kopiami gDNA), to dodatkowo jego dziedziczenie u ludzi odbywa się tylko w linii matczynej(żeńskiej). Przynajmniej tak do tej pory uważano…

 

W niedawno opublikowanym artykule czasopisma Proceedings of the National Academy of Sciences, naukowcy opisali swoje badania dotyczące przypadków dziedziczenia oburodzicielskiego. Punktem inicjującym cały proces okazało się sekwencjonowanie mtDNA chłopca skierowanego na tego typu badania w związku z podejrzeniem o dysfunkcje w obrębie mitochondrium. Wyniki nie wykazały żadnych patogennych mutacji, które mogłyby spowodować schorzenie genetyczne, natomiast odkryto coś bardzo niespotykanego – bardzo wysoki stopień heteroplazmii. Naukowcy zidentyfikowali 9 homoplazmicznych i 31 heteroplazmicznych wariantów. W obrębie 31 wariantów heteroplazmicznych, poziomy heteroplazmii wynosiły średnio 29% dla 10 z nich i 71% dla 21 kolejnych. Po wykluczeniu kontaminacji materiału genetycznego, naukowcy przebadali kolejnych członków rodziny chłopca (najpierw matkę i siostrę, które wykazały taki sam wzór heteroplazmii) a następnie dziadków. Wyniki potwierdziły ich założenia – matka chłopca odziedziczyła 10 wariantów w mtDNA od swojego ojca i 21 wariantów od matki. Oprócz tej rodziny, udało się jeszcze zidentyfikować kolejne dwie (łącznie 17 osób) u których stwierdzono oburodzicielskie dziedziczenie mtDNA. W celu wykluczenia błędu ludzkiego, testy przeprowadzano w trzech różnych i niezależnych akredytowanych laboratoriach.

 

Uzyskane przez naukowców wyniki sugerują oburodzicielskie dziedziczenie mtDNA i pomimo, że centralny dogmat o jego dziedziczeniu w linii matczynej jest ciągle prawdziwy i niepodważalny, w rzadkich sytuacjach może okazać się nieadekwatny. Jak sugerują naukowcy, czynnikami które mogą mieć wpływ na pojawienie się takich przypadków są najprawdopodobniej zmiany w obrębie genomowego DNA powodujące dysfunkcję mechanizmu eliminującego transfer mitochondriów pochodzących od ojca do embrionu. Aby dokładniej wskazać przyczynę tego zjawiska, potrzeba kolejnych, kompleksowych badań. To one mogą doprowadzić w przyszłości do przełomowych odkryć pozwalających na walkę i leczenie schorzeń związanych z nieprawidłowym funkcjonowaniem mitochondriów, wywołanymi dziedziczeniem wariantów patogennych mtDNA tylko w jednej linii.

 

Więcej informacji