Mutace v mitochondriální DNA (mtDNA) se s věkem hromadí a způsobují mnohá genetická onemocnění. Kvůli vysoké chybovosti současných sekvenačních technologií však zůstává problematika mitochondriálních mutací nedostatečně prozkoumána. Nedávno vědci došli k překvapivému zjištění, že si oocyty starších samic makaků vytvořily obranný mechanismus zabraňující tvorbě mutací. To je zajímavý poznatek ve srovnání s věkem rapidně se akumulujícími mutacemi v ženských oocytech. Výzkum cílí na tuto problematiku mj. vzhledem k současnému trendu odkládat početí potomků do pozdějšího věku.  

Arbeithuber et al. (2022) se zaměřili na samice makaka rhesus jako na modelový organismus pro výzkum mutací v mtDNA. S využitím duplexního sekvenování zkoumali akumulace mutací související s věkem v zárodečných a somatických buňkách. Byly analyzovány mutace v oocytech samic různých věkových skupin – od těch, které ještě nedosáhly pohlavní dospělosti (1–3 roky), až po samice v menopauze (23 let).

Duplexní sekvenování pomocí dvou templátových řetězců DNA snižuje chybovost analýzy o několik řádů. Touto metodou byla získána data vysoce kvalitní sekvence mtDNA somatických tkání (játra a kosterní svalstvo) a jednotlivých oocytů.

Celkem bylo identifikováno 17 637 tkáňově specifických de novo mutací. Jejich frekvence byla v játrech 3,5× vyšší a v oocytech 2,5× vyšší než v ostatních buňkách.

U oocytů byl zjištěn zvyšující se počet mutací pouze do věku 9 let, poté už skoro nevznikají. To naznačuje, že oocyty starších samic makaků si zachovávají kvalitu své mtDNA. Zůstává otázkou, proč k takovému zásadnímu zvratu a ukončení tvorby mutací dochází v oocytech samic zrovna ve věku 9 let.

U starších zvířat mohou být mitochondrie s vysokým počtem škodlivých mutací odstraněny mitofágií, nebo oocyty s vysokou mutační zátěží mtDNA mohou být eliminovány folikulární atrézií.

Akumulaci zárodečných mutací mtDNA související s věkem v oocytech samic makaků vědci porovnávali s výsledky nepřímého pozorování u lidí. Zde je patrný zvýšený počet de novo mutací u dětí starších žen.

Další výzkum se zaměří na přímé sekvenování mutací mtDNA oocytů žen různého věku a měl by odpovědět na otázku, jak se hromadí zárodečné mutace v jejich mtDNA.

V Medicínském centru Praha Vám můžeme nabídnout otestování mitochondrií na průtokovém cytometru (stanovení procentuálního počtu mitochondrií nacházejících se v apoptóze), určení Vaší mitochondriální haploskupiny (zjištění genetických kořenů z matčiny strany) anebo kompletní sekvenaci Vaší mitochondriální DNA.

Ing. Vít Smejkal

29.04. 2022

Zdroj:

Arbeithuber B., Cremona M.A., Hester J., et al. (2022): Advanced age increases frequencies of de novo mitochondrial mutations in macaque oocytes and somatic tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119: e2118740119. doi: 10.1073/pnas.2118740119