Die Entdeckung einer " mütterlichen Alter -Effekt" von einem Team von Wissenschaftlern der Penn State , die verwendet werden könnten, um die Ansammlung von Mutationen der mitochondrialen DNA im mütterlichen Eizellen vorherzusagen - und die Übertragung dieser Mutationen für Kinder - konnten wertvolle Erkenntnisse für die genetische Beratung bieten . Diese Mutationen bewirken, mehr als 200 Krankheiten und zur anderen, wie Diabetes, Krebs, Morbus Parkinson, und Alzheimer-Krankheit . Die Studie fand heraus mehr Raten der mitochondrialen DNA -Varianten in Kinder geboren, um ältere Mütter , als auch in den Müttern selbst. Die Forschung wird in der frühen Online -Ausgabe der Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.
Mitochondrien sind Strukturen innerhalb von Zellen , die Energie produzieren und dass ihre eigene DNA enthalten . "Viele mitochondrialen Erkrankungen betreffen mehr als ein System im menschlichen Körper ", sagte Kateryna Makova , Professor für Biologie und einer der Studie in erster Linie Ermittler . " Sie wirken Organe, die sehr viel Energie benötigen , einschließlich der Herz, Skelettmuskel und Gehirn. Sie sind verheerenden Krankheiten und es gibt keine Heilung , so dass unsere Erkenntnisse über deren Übertragung sind sehr wichtig. "
Das multidisziplinäre Forschungsteam dargelegt, um zu erfahren , ob das Alter der Mutter ist in der Anhäufung von mitochondrialer DNA (mtDNA) Mutationen wichtig , sowohl die Mutter als auch beim Kind als Folge der Übertragung. In Zusammenarbeit mit Ian Paul , einem Kinderarzt an der Penn State Milton S. Hershey Medical Center , nahmen sie Proben von Blut und von Zellen im Inneren der Wange von 39 gesunden Mutter-Kind -Paaren. Da mtDNA wird nur mütterlich vererbten war väterlicherseits mtDNA kein Faktor in der Studie. Studieren Gesunden gab den Forschern eine Grundlage für zukünftige Studien der krankheitsverursachenden Mutationen.
Durch DNA-Sequenzierung , fanden sie mehrere Mutationen im Blut und Wangenzellen in den älteren Mütter in der Studie. Mütterlichen Alter der Studienteilnehmer lag zwischen 25 und 59. "Dieses Ergebnis ist nicht überraschend", Makova sagte, " denn wenn wir älter werden , Zellen weiter teilen , und deshalb werden wir weitere mutierte Gene zu haben." Doch die Suche nach größeren Raten von Mutationen bei Kindern zu den älteren Müttern geboren hatte überraschend . Die Forscher glauben, eine ähnliche Mutation Prozess auftretenden sowohl in den Zellen der Mütter Körpern und in ihren Keimlinien.
Die Studie führte zu einem weiteren wichtigen Entdeckung über Eizelle Entwicklung. Es war zwar bekannt , dass die Entwicklung Eizellen durch einen "Flaschenhals" Zeit, dass die Anzahl der mtDNA Moleküle verringert zu gehen, haben die Wissenschaftler nicht, wie groß oder klein diese Engpass ist . "Wenn der Engpass ist groß , wird das Erbgut der Mitochondrien der Mutter an deren Kinder weitergegeben werden ", erklärte Makova . " Allerdings, wenn es klein ist - wenn es einen starken Rückgang der mitochondrialen Moleküle während der Eizelle Entwicklung - dann ist die genetische Ausstattung des Kindes könnte sich drastisch von dem der Mutter unterscheiden , was wir entdeckt, dass dieser Engpass in der Tat sehr . klein. "
Dieser Befund ist von besonderer Bedeutung für Mütter, die ein Mitochondrienerkrankungen haben. Für viele mitochondrialen Erkrankungen , 70 bis 80 Prozent der Moleküle benötigen , um die krankheitsverursachenden Variante für die Krankheit zu manifestieren . Aber für andere , nur 10 Prozent der mtDNA Moleküle mit der Variante benötigt werden, um Krankheit zu verursachen . "Wenn der Engpass ist sehr klein, wie wir in unserer Studie festgestellt haben, können diese Prozentsätze dramatisch verändern ", sagte Makova . " Die Kenntnis der Größe des Engpasses kann prognostiziert werden, innerhalb eines Bereichs , der Prozentsatz der krankheitsübertragenden Molekülen , die auf das Kind übertragen wird. "
Die Kenntnis sowohl der mütterlichen Alterseffekt und den Flaschenhals Größe ist nützlich bei der Familienplanung. " Wir haben einige Vorhersagekraft ab und können genetische Berater in der Beratung von Paaren über die Chancen der mitochondrialen Erkrankungen zu unterstützen , die an die nächste Generation übergeben ", sagte Makova . "Jeder ist besorgt über das Down-Syndrom , denn das ist eine gemeinsame genetische Problem. Wir haben nun eine andere Gruppe von genetischen Erkrankungen , die möglicherweise auch durch das Alter der Mutter beeinflusst werden. Es ist gut für Paare , dieses Wissen zu haben, wie sie Familien- machen Planungsentscheidungen . "
Neben Makova , die Penn State Wissenschaftler auf dem Forschungsteam gehören Doktoranden Boris Rebolledo - Jaramillo und Nicholas Stoler ; Wissenschaftlicher Mitarbeiter Marcia Shu- Wei Su ; Forensic Scientist Jennifer A. Mc Elhoe ; Research Associate Daniel Blankenberg ; Professor für Statistik Francesca Chiaromonte ; Associate Professor für Kriminaltechnik Mitchell M. Holland ; und Professor für Biochemie und Molekularbiologie Anton Nekrutenko . Zum Team gehören auch Ben Dickins an der Nottingham Trent University in Großbritannien und Thorfinn Korneiussen und Rasmus Nielsen an der University of California - Berkeley.
Die Forschung wurde von der Penn State Huck Institutes of Life Sciences , der Pennsylvania Department of Health, Battelle Memorial Institute, und Penn State die klinische und Translational Sciences Institute.