Материнская митохондриальная ДНК: что это такое и как она наследуется

1. Материнская митохондриальная ДНК: что это и для чего она нужна
2. Как митохондриальная ДНК влияет на здоровье ребёнка?
3. Материнская митохондриальная ДНК в репродуктивной медицине
4. Генетическое консультирование и медицинское сопровождение в программах FHRG
5. Как наследуется материнская митохондриальная ДНК?
6. Чем митохондриальная ДНК отличается от ядерной

Выбор зависит от медицинских показаний и особенностей программы. Поэтому важно понимать, откуда ребёнок получает генетический материал.

Ядерную ДНК ребёнок наследует от обоих генетических родителей, а митохондриальная ДНК передаётся через яйцеклетку. Следовательно, при использовании донорских яйцеклеток источником митохондриальной ДНК (мтДНК) становится донор, а не женщина, вынашивающая беременность.

Это различие помогает понять особенности наследования при донорстве яйцеклеток и оценить риски наследственных заболеваний при планировании семьи. Ниже разберём, что представляет собой материнская митохондриальная ДНК, чем она отличается от ядерной и какое значение имеет для здоровья ребёнка.

Материнская митохондриальная ДНК: что это и для чего она нужна

Митохондрии — клеточные структуры, участвующие в выработке энергии. У них есть собственный небольшой геном — митохондриальная ДНК. Это кольцевая молекула длиной около 16 600 пар оснований, содержащая 37 генов. Тринадцать из них кодируют белки, участвующие в производстве клеточной энергии. Остальные отвечают за рибосомную и транспортную РНК, необходимые для синтеза белков внутри митохондрий.

Выражение «материнская митохондриальная ДНК» обозначает не особый вид ДНК, а характер её наследования. При этом работа митохондрий зависит и от ядерных генов: собственный митохондриальный геном кодирует лишь часть необходимых белков.

Как наследуется материнская митохондриальная ДНК?

Митохондриальная ДНК передаётся через яйцеклетку детям обоих полов, но в следующих поколениях её передают только дочери. Сыновья также получают этот генетический материал, однако своим детям его не передают.

В одной клетке могут присутствовать разные варианты митохондриальной ДНК. Такое явление называется гетероплазмией. Соотношение вариантов меняется при формировании яйцеклеток, поэтому дети одной матери могут унаследовать мутацию в разных пропорциях. При этом далеко не каждое генетическое изменение приводит к заболеванию.

Митохондрии есть и в сперматозоидах, однако в норме отцовская митохондриальная ДНК ребёнку не передаётся.

Чем митохондриальная ДНК отличается от ядерной

Чтобы понять особенности материнской митохондриальной ДНК, полезно сравнить её с ядерной ДНК. Основные различия представлены в таблице.

По митохондриальной ДНК можно изучать происхождение человека по материнской линии. Однако она не отражает всю родословную и не определяет большинство внешних признаков ребёнка.

Как митохондриальная ДНК влияет на здоровье ребёнка?

Этот вид ДНК играет важную роль в выработке клеточной энергии и может быть связан с развитием заболеваний. Митохондрии производят АТФ, тогда как хлоропласты растительных клеток преобразуют световую энергию в химическую. Особенно чувствительны к нарушениям энергетического обмена головной мозг, сердце, мышцы и глаза.

Однако здоровье ребёнка зависит не только от митохондриальной ДНК. Значение имеют также ядерные гены, окружающая среда и течение беременности. Некоторые мутации митохондриальной ДНК могут вызывать наследственные заболевания, например:

• MERRF — заболевание, сопровождающееся миоклонической эпилепсией и поражением мышц;
• наследственная оптическая нейропатия Лебера — заболевание, приводящее к потере зрения;
• MELAS — синдром с поражением мышц и нервной системы, сопровождающийся инсультоподобными эпизодами.

Наличие патогенного варианта ДНК не всегда означает, что у человека появятся симптомы. Их выраженность зависит от мутации и её доли в разных тканях. Кроме того, не все митохондриальные заболевания связаны с материнской мтДНК: некоторые вызваны изменениями в ядерных генах, которые могут наследоваться и от отца.

Материнская митохондриальная ДНК в репродуктивной медицине

Если естественное зачатие невозможно, можно прибегнуть к экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО). Но и в этом случае источником митохондриальной ДНК остаётся яйцеклетка, поскольку именно через неё ребёнок получает этот генетический материал. Если используется яйцеклетка будущей матери, митохондриальный геном ребёнка происходит от неё. При применении донорских яйцеклеток ребёнок наследует митохондриальную ДНК донора.

При этом следует различать донорство яйцеклеток и методы митохондриального донорства. Последние могут предусматривать перенос ядерного генетического материала в яйцеклетку или эмбрион, содержащие донорские митохондрии.

При гестационном суррогатном материнстве женщина обычно вынашивает беременность после переноса эмбриона, созданного без использования её собственных яйцеклеток. В таком случае митохондриальная ДНК ребёнка происходит от будущей генетической матери или донора яйцеклетки. Сама беременность не меняет митохондриальный геном эмбриона. Однако здоровье суррогатной матери и условия течения беременности также существенно влияют на развитие ребёнка.

Генетическое консультирование и медицинское сопровождение в программах FHRG

Если в семье когда-либо встречались митохондриальные заболевания, ещё до создания эмбрионов стоит проконсультироваться с врачом — клиническим генетиком. В программах вспомогательных репродуктивных технологий FHRG проводятся генетические консультации, на которых оценивают риски и определяют необходимый объём обследований.

PGT-A применяется для генетического анализа эмбрионов и выявления анеуплоидий. Тест оценивает число хромосом, но не исключает наличия патогенных вариантов материнской митохондриальной ДНК. Такое исследование входит не во все программы. При подозрении на подобные варианты или их обнаружении по результатам специальных анализов необходима оценка специалиста. Команда FHRG помогает подобрать исследования с учётом семейного анамнеза и особенностей конкретной ситуации.