宾州州立大学的科学家们发现了“母亲的年龄效应”，这一效应可以用于预测母亲卵细胞中线粒体DNA突变的积累以及将这些突变传递给孩子的概率，因此能给遗传咨询提供有价值的参考。这些突变能引发200多种疾病，并导致糖尿病，癌症，帕金森及阿尔茨海默氏病等其他疾病的发生。研究发现，母亲的生育年龄越大，母亲和孩子线粒体DNA突变的概率越大。这一研究于10月13日发表在了Proceedings of the National Academy of Sciences杂志上。

线粒体是一种细胞器，在细胞内负责能量供应，它自身含有DNA。“许多线粒体疾病对人体的多个系统产生影响，”这项研究的主要负责人之一的生物学教授Kateryna Makova说。“线粒体疾病影响包括心脏、骨骼肌和大脑在内的需要很多能量的器官。它们是无法治愈的毁灭性的疾病，因此可以说我们关于线粒体疾病的传递的发现是非常重要的。”

这个多学科的研究团队首先对“母亲的生育年龄对于母亲和孩子体内线粒体DNA（mtDNA）突变的积累是否重要”这一问题展开了研究。通过与宾州Milton S. Hershey 医学中心的Ian Paul合作，研究人员采集了39对健康的母亲-孩子的血液和脸颊处细胞的样本。因为mtDNA仅能通过母亲遗传给孩子，因此在此研究中父亲的mtDNA不予考虑。通过研究健康的个体，研究人员给未来研究引发疾病的突变打下了基础。

通过DNA测序，研究人员发现，年龄越大的母亲其血液和脸颊细胞中存在越多的突变。这项研究的受试者的生育年龄从25到59不等。“这个发现并不让人感到意外，”Makova说，“随着我们年龄的增大，细胞持续进行分裂，因此我们有更多的基因发生了突变。”但是年龄大的母亲所生的孩子具有更大概率的突变，这一发现却令人吃惊。研究人员认为，母亲的体细胞和生殖细胞中发生的突变过程是类似的。

这项研究的另一重大发现跟卵细胞发育有关。尽管已知发育中的卵细胞处于mtDNA数量减少的“瓶颈期”，科学家们不清楚这个瓶颈是大还是小。“如果这是个大瓶颈，母亲线粒体的遗传组成将被传递给她的孩子，”Makova说。“然而，如果这是个小瓶颈并且在卵细胞发育过程中线粒体分子的数量严重下降，那么孩子的遗传组成将大大不同于母亲的遗传组成。我们所发现的是，这个瓶颈确实非常小。”

这个发现对有线粒体疾病的母亲来说尤为重要。对于大部分的线粒体疾病，70%-80%的分子发生引发疾病的突变，才能表现出症状。但是对于其他的线粒体疾病，仅10%的mtDNA分子发生突变就能导致疾病的发生。“如果瓶颈非常小，就像我们发现的那样，这些百分比则能引起相当大的变化，”Makova说。“了解了这个瓶颈有多大，我们就可以在一定范围内预测携带疾病的分子由母亲传给孩子的比例有多大。”

关于母亲年龄效应和瓶颈尺寸的相关知识对计划生育很有帮助。“现在我们具备了一些预测能力，并能协助遗传咨询人员关于线粒体疾病传给后代的概率给出建议，”Makova说。“每个人都关心唐氏综合症因为这是一种常见的遗传疾病。在这项研究中我们发现了另一种可能受到母亲年龄影响的遗传紊乱。如果夫妻获得了这方面的信息，那么这将有助于他们在计划生育中做出决定。”