线粒体将 DNA 倾倒在大脑中，可能会缩短我们的生命数年

我们神经元的动力装置丢弃的 DNA 碎片被吸收到我们的核基因组中的频率远比想象的要高得多，这可能会使我们的大脑面临更大的风险，患上危及生命的疾病。

美国哥伦比亚大学领导的一个研究小组的一项调查发现，脑细胞中核线粒体插入（或 NUMT（发音为新螨虫）数量较多的个体比 DNA 转移较少的个体更有可能更早死亡。

线粒体充当我们细胞的电池，以一种化学货币的形式产生能量，适合我们身体的大部分代谢需求。这些微小的发电厂曾经是一个独立的微生物有机体，现在被我们的单细胞祖先所选择数十亿年过去，基因等等。

从那时起，我们的祖先和线粒体基因组就以互惠互利的共享方式存在，线粒体慢慢地将其基因组的页面洗牌到房子的基因库中。

这是一次偷偷摸摸的迁移，一直持续到今天。

“这种情况很少见，但大约每 4,000 名新生儿中就有一次新的 NUMT 被整合到人类基因组中，”说哥伦比亚大学分子生物学家 Kalpita Karan。

“这是线粒体与核基因对话的众多方式之一，从酵母到人类都是保守的。”

对于系谱学家追踪线粒体遗传或法医临床医生构建家庭图，这种遗传物质的交叉污染可能是混淆的根源。

医学研究人员发现了一个更令人担忧的问题：将线粒体 DNA 插入我们的基因组也会中断重要过程。

“线粒体 DNA 的行为类似于病毒因为它利用基因组中的切口并将自身粘贴到其中，或者像在人类基因组中移动的被称为反转录转座子的跳跃基因一样。说密歇根大学遗传学家瑞安·米尔斯 （Ryan Mills） 与哥伦比亚大学的线粒体心理生物学家马丁·皮卡德 （Martin Picard） 共同领导了这项研究。

这种“本土”病毒样行为以前与特定癌症的风险增加在其他身体系统中，这与 NUMT 加速衰老的证据一起酵母细胞促使研究人员考虑非生殖细胞核中线粒体 DNA 的一生积累是否会导致其他健康问题。

使用一组收集的尸检材料作为单独纵向研究的一部分关于老年人的神经系统问题，由 Picard 和 Mills 领导的团队分析了不到 1,200 人中代表的脑组织和免疫细胞的几个不同区域。

不仅线粒体 DNA 片段出奇地频繁地被整合到体内非生殖细胞的染色体中，而且一些特别长寿的组织承载着终生的线粒体记忆。

与血液中循环的细胞相比，脑细胞积累的 NUMT 要多得多，来自背外侧前额叶皮层包含的线粒体插入次数是取自小脑.

令人担忧的是，神经基因组中 NUMT 数量较多的个体更有可能更早死亡，那些较早死亡的人比寿命较长的同龄人在生命中每 10 年多出现两次插入。

“这首次表明 NUMT 可能具有功能后果并可能影响寿命，”说皮卡德。

“NUMT 积累可以添加到可能导致衰老、功能下降和寿命的基因组不稳定机制列表中。”

对人皮肤成纤维细胞培养物中插入的测量发现，平均每 12.6 天出现一种新的 NUMT，这一速率在包含应激突变的线粒体中显着增加。

这不是第一次丢弃的线粒体 DNA 片段被怀疑会导致神经损伤，但现在很明显，将它们整合到我们的基因库中可能会导致其自身的混乱。

分析更广泛人群中的其他组织可以进一步揭示线粒体在我们的细胞中散落着遗传日记的后果。

然而，即使是对我们细胞内部遗传对话的这一小小的一瞥，也表明我们需要密切关注这两位古老的室友之间由来已久的紧张关系。

这项研究发表在PLOS 生物学.

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