宾夕法尼亚州立大学的科学家们发现了一个“母体年龄效应”，在此基础上人们可以预测，母亲线粒体的DNA突变有多少会传递给后代。已知有两百多种疾病是线粒体DNA突变引起的，这些突变还与糖尿病、癌症、帕金森症和阿尔茨海默症有关。这项研究指出，怀孕时年龄较大的母亲，其后代的线粒体突变率更高。相关论文发表在十月十三日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

线粒体是细胞中生产能量的结构，它们含有自己的DNA。“线粒体疾病大多影响了不止一个人体系统，”文章的通讯作者Kateryna Makova教授说。“受到影响的主要是那些需要大量能量的器官，包括心脏、骨骼肌和大脑。线粒体疾病是毁灭性的，目前还没有治愈的方法，因此我们的发现有很重要的意义。”

研究团队希望了解，母亲和孩子的线粒体DNA（mtDNA）突变是否受到母亲年龄的影响。为此他们与儿科医生Ian Paul合作，取得了39对健康母子的生物学样本。对这些健康个体进行研究，可以为日后的疾病研究奠定基础。由于孩子的mtDNA只遗传自母亲，因此这项研究没有考虑父本的mtDNA。

研究人员通过DNA测序发现，年龄较大的母亲，血液和口腔细胞中的线粒体DNA突变更多。“这一发现并不令人意外，”Makova说。“细胞随着年龄的增长持续分裂，突变基因就会增多。”不过，年长母亲的孩子体内，mtDNA突变率也更高。研究人员认为，母亲的体细胞和生殖细胞中发生了类似的突变过程。

此外，这项研究也为卵细胞发育提供了重要的信息。众所周知，在卵细胞的发育过程中存在一个“瓶颈”阶段，会减少传递给后代的mtDNA数量。不过此前科学家们并不清楚这个瓶颈到底有多大。“如果瓶颈较大，那么母亲线粒体的遗传学组成就会大量传递给她的孩子，” Makova解释道。“如果瓶颈较小，那么线粒体DNA在卵细胞发育过程中就会急剧减少，孩子线粒体的遗传学组成将与母亲有显著的差异。我们的研究显示，这个瓶颈实际上是非常小的。”

这一发现对于患有线粒体疾病的女性来说特别重要。对于许多线粒体疾病来说，需要70-80%的分子都携带致病突变才会表现出疾病。但有些疾病，只要10%的mtDNA分子携带致病突变就会引发。“瓶颈很小的话，孩子线粒体的突变比率就会与母亲有很大的不同，”Makova说。“明确瓶颈的大小可以帮助我们在一定范围内预测，有多少致病mtDNA分子会传递给孩子。”

这项研究为人们展示了母体年龄效应和线粒体“瓶颈”的大小，这些信息对于准备孕育下一代的家庭很有意义。“我们的发现可以帮助人们预测，线粒体疾病传递到下一代的几率，”Makova说。