线粒体是能发生能量的细胞器，在许多细胞功能中起着至关重要的作用，包括 ATP 的发生、细胞的稳态和凋亡。核 DNA 中每个细胞只要两个基因复制，不同的是，每个有核细胞中都有数以千计的线粒体 DNA(MtDNA)复制。一般情况下，个体只携带一个 mtDNA 基因型 (母亲的基因)，而一切线粒体基因组在基因上简直是相同的(同浆体)。然而，在许多线粒体疾病中，野生型和骤变型母体等位基因共存，这被称为异浆体。不同组织间异浆体的程度不同，或许与线粒体疾病的严重程度有关。在该研讨中， 研讨人员发现严格的母系遗传形式有稀有的破例，父系可以对子孙的 mtDNA 作出贡献。

先证者 (来自 A 家庭的 IV-2) 是一名 4 岁的男孩，他被置疑患有线粒体紊乱。其他家庭成员表现出不同的临床症状，但没有置疑有线粒体紊乱。他的双胞胎妹妹 (IV-3) 有言语推迟，但在其他方面是健康的，他的祖父 (II-4) 心脏病发作，但没有其他疾病。他姐姐 (IV-1) 很健康，而他的母亲 (III-6) 被确诊为神经病和腿部疼痛，置疑是因为多发性硬化症，但这也不被以为是因为线粒体紊乱。

亲本 mtDNA 在宗族中的遗传形式

因为先证者被置疑患有线粒体紊乱，因此进行了完整的 mtDNA 测序，并与人类线粒体序列参照 (NC_012920.1) 进行了比对。尽管这一剖析没有发现致病或或许的致病骤变，但有 9 个同质变异体，IV- 2 判定出 31 种异质性变异体。在这 31 个异质变异体中，先证者的第一次血液样本显现 10 个变异体的平均异质性水平为 29%。因为这种异常高水平的异质性，咱们进行了重复测序和新鲜血液取样，以验证咱们的发现的真实性，并排除了样本混杂的或许性。重复测序彻底证明了开始成果，说明先证者从母亲那里继承了 mtDNA 异质性形式。

为了进一步探讨 A 宗族 III- 6 中这种独特的异质性形式的来源，研讨人员对祖母的 mtDNA 进行了检测。根据 mtDNA 变异位点的位置，发现 III- 6 中 60% 左右异质性的 21 个变异体都是母系遗传自 II-40。而其他 10 个变异体在 40% 左右的异质性水平是遗传从她的父亲，经过剖析从 II- 4 和 II-40 到 III- 6 的 mtDNA 基因型的分离，研讨人员初次证明了双亲本 mtDNA 在人类家系中的传达，导致子孙中存在很多的异浆体。

为了证明 A 宗族的发现，研讨人员又招募了别的两个家庭 (B 和 C 宗族)，他们的先证者开始表现出不同的疾病，被置疑有必定程度的线粒体参加。 经过测序发现与 A 宗族比较，B 和 C 宗族的 mtDNA 传递形式十分类似。

终究研讨成果表明，尽管母亲遗传 mtDNA 依然成立，但也有一些破例情况，即父系 mtDNA 可以传给子孙。说明这种不寻常的遗传形式的分子机制将为了解 mtDNA 怎么从父母传给子孙提供新的见地，甚至或许为医治致病 mtDNA 传达拓荒新的途径。

参考消息：

https://www.pnas.org/content/115/51/13039.long

https://www.pnas.org/content/116/6/1821

https://www.pnas.org/content/116/30/14797

https://www.pnas.org/content/116/30/14799