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研究人员研究线粒体基因组中的致病突变

2018-12-19 10:50:26 • 来源：

遗传病的研究通常集中在人类核基因组上 - 大约32亿个核苷酸的庞大线性代码和遍布我们46条染色体的超过24,000个基因。相比之下，位于我们体内的另一个基因组线粒体基因组受到的关注较少。虽然我们的基因组大小相形见绌 - 一个短的，循环的基因组只有超过16,000个核苷酸和37个基因 - 小的(但是强大的)线粒体基因组可以说同样重要。

研究人员研究线粒体基因组中的致病突变

与核基因组不同 - 每个细胞只有一个完整的拷贝 - 每个细胞可以有数十，数百或数千个线粒体。由于每个线粒体平均具有五个完整的线粒体基因组，理论上每个细胞可以有数十，数百或数千个线粒体基因组。对整个基因组进行测序的新研究也对我们的线粒体基因组进行了测序，使科学家能够更详细地了解与线粒体突变相关的疾病的性质。

线粒体 - 通常被称为“细胞的发电厂” - 是复杂的。它们不仅以永久存在的分子三磷酸腺苷(ATP)的形式产生能量，用于许多细胞的作用，但它们也容纳核糖体的基因，核酸体构建蛋白质以​​及转移RNA(tRNA)基因和提供了一种锁定和密钥系统，有助于将遗传密码破译成氨基酸蛋白质代码。

这样，线粒体使每个细胞保持嗡嗡声(在ATP中充斥)并构建蛋白质(具有稳定的tRNA键供应)。如果突变影响任何这些基因，一个人可能会经历从肌病或癫痫到复杂疾病的线粒体疾病，包括2型糖尿病，癌症，早衰和神经退行性疾病。“可能”这个词在这里是一个复杂的因素。

当是在线粒体基因组的突变，这可能是唯一的一个线粒体在细胞或线粒体可能有许多的精确副本，所以相同的突变是在少数，部分或大部分线粒体在细胞或看到人。这被称为异质性 - 七月基因组月度进展的焦点

虽然听起来很奇怪，但绝大多数人都会发生异质性 - 可能高达90%到100%。但确切的患病率虽然在学术上很有意义，却并没有告诉科学家身体如何处理这些线粒体突变，或者告诉医护人员，如果他们的线粒体基因组中存在突变，人们可能会开始患上线粒体疾病。

要开始回答这些问题，请参阅“ 美国国家科学院院刊”，研究了健康人群的线粒体基因组中的致病突变以及可能导致线粒体疾病的异质性水平。位于美国和中国的国际研究人员团队检查了1000个基因组项目的线粒体基因组数据，该项目是来自14个不同人群的1,085名健康个体的人类遗传变异的广泛目录。下载原始数据后，团队搜索数据的变化，寻找导致疾病的突变和良性变化(多态性)。为了分析这些数据，研究人员使用了大量的计算和统计技术来揭示仅在1%到10%的受试者线粒体基因组中观察到的罕见或罕见突变。

经过分析，他们发现了几个惊人的结果。首先，他们发现异质性很常见 - 几乎90%的受试者患有一种或多种异质性。其次，他们发现大约7%的异质体与线粒体疾病有关，此外，五分之一的人携带这些线粒体突变中的至少一种，尽管处于非常低的水平。第三，研究小组观察到，如果突变损害了脆弱的细胞机器，身体可能会有一种机制，用于过滤掉有害突变的线粒体。

研究团队深入研究了最后一个发现，发现了有害异质体中的一种模式。异常线粒体的比例在达到约60%时急剧下降。由此可见，他们推断60%的有害异质体可能是一种疾病在人体内出现之前所需的阈值，以及身体使用某种方法去除它们的程度。不幸的是，尽管身体似乎确实减少了有害异质体的数量，但它的效率却很低 - 可能是由于体内可能存在的有害异质体(少于10%)的浓度很小。

这项研究是异质性的一般描述。然而，对异质性的研究具有广泛的意义，包括更好地了解健康人在线粒体基因组中携带致病突变的程度以及线粒体疾病在人体内表现之前所需的异质性阈值。

最终，这可以帮助研究人员了解线粒体中突变的数量和类型，这些突变是如何被遗传的，以及身体是否具有保护自身免受有害异质性的机制。如果是这样，未来的研究人员可能会使用这种机制作为治疗干预的目标，以治疗与线粒体功能障碍相关的疾病。

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