大脑“罕见”突变其实很常见

大脑“罕见”突变其实很常见
2024年08月26日 06:26 中国科学报
图片来源:wir0man/Getty Images

线粒体的DNA片段可以插入细胞主基因组中。

本报讯 线粒体中的DNA被错误地添加到细胞的主基因组中,人们曾经认为,这种突变是极其罕见的。如今,一项对脑组织的研究表明,这种突变可能发生在每个人的大脑中,并且其数量可能是一个与衰老相关的因素。8月22日,相关论文发表于《公共科学图书馆-生物学》。

美国密歇根大学的Ryan Mills说:“这种突变不仅存在,而且在背外侧前额叶皮层中更为常见,这个区域与认知能力相关。”

在人类的每个细胞中,几乎所有DNA(大约有60亿个碱基)都存在于细胞核内。但产生能量的线粒体有自己的微小基因组,约为1.66万个碱基。这是因为线粒体曾经是自由生存的细菌,拥有更大的基因组。大约20亿年前,这些细菌和人类祖先形成了一种共生关系。从那以后,大部分原始细菌的基因组要么丢失,要么转移到细胞核的主基因组中。

由于这种转移的存在,生物学家早就知道线粒体的DNA片段可能会进入细胞核,并被错误地添加到主基因组中。Mills表示,这种突变以前被认为是极其罕见的。然而在过去几年中,他的团队和其他研究表明,至少在癌细胞中,这种突变比我们想象的要常见得多。

最近,Mills和同事发现,这种突变也发生在非癌细胞中。研究团队分析了1200人死后大脑组织样本中的DNA序列。采样和测序由另一个研究团队完成,Mills和同事则专注于寻找线粒体DNA插入主基因组引发的任何突变。他们最终不仅发现了这种突变,还注意到后者在较年轻的死者中更为常见。

Mills表示,目前尚不清楚这种突变只是衰老的标志,还是导致衰老的原因之一。他说:“这一问题目前尚无定论,但我很难相信,把完整的线粒体序列插入基因组的某个地方不会产生任何影响。”(冯雨晴)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002723

DNA基因组
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