Как митохондриальная ДНК помогает понять наше прошлое и будущее

Митохондриальная ДНК (мтДНК) — уникальный маркер, который помогает раскрывать исторические тайны, диагностировать наследственные болезни и даже создавать революционные методы лечения.
Ксения Бесфамильная-Сабодаш
Автор Наука Mail
Митохондрии
Сегодня с помощью митохондриальной ДНК ученые могут отслеживать миграции и родственные связи между народамиИсточник: Freepik

Митохондриальная ДНК (мтДНК), которая наследуется исключительно от матери, позволяет раскрывать исторические тайны, диагностировать тяжелые наследственные заболевания и изучать эволюцию человечества. 

Одним из первых громких случаев, когда мтДНК сыграла ключевую роль, стало расследование личности Джесси Джеймса — легендарного американского преступника XIX века. В конце 1990-х годов группа ученых под руководством молекулярного антрополога Марка Стоункинга подтвердила подлинность останков Джеймса, сопоставив мтДНК с образцами от потомков его сестры. Поскольку мтДНК не подвергается рекомбинации и наследуется без изменений, этот метод оказался более надежным, чем даже анализ ядерной ДНК.

Сегодня с помощью митохондриальной ДНК ученые могут отслеживать миграции и родственные связи между народами. Однако именно мутации в мтДНК становятся причиной ряда тяжелых заболеваний, которые нарушают работу клеток на уровне энергетического обмена. По оценкам специалистов, такие болезни встречаются у одного из 4300 человек.

Одним из перспективных направлений стала технология замены митохондрий. Метод позволяет женщинам с дефектной мтДНК родить здорового ребенка с использованием донорской яйцеклетки. Впервые он был успешно применен на обезьянах в 2009 году, позже его ограниченно проводили в клинических условиях. Несмотря на перспективы, технология пока разрешена лишь в нескольких странах и требует дальнейшего изучения.

Строение митохондрии
Дальнейшее изучение мтДНК позволит создать более точные и персонализированные подходы в медицинеИсточник: National Human Genome Research Institute

В то же время специалисты все чаще уделяют внимание расовым и этническим различиям мтДНК. Основная часть существующих данных о митохондриальных заболеваниях получена на европейских выборках, что создает сложности в диагностике среди других этнических групп. Для восполнения этого пробела южноафриканские исследователи организовали первую в стране специализированную лабораторию по изучению мтДНК и митохондриальных нарушений.

Мы только начинаем разбираться в африканских гаплогруппах. Но именно в недостаточно изученных популяциях кроется ключ к пониманию того, как работают митохондриальные болезни.
Сурита Мелдау
медицинский ученый из Кейптаунского университета, специализирующийся на митохондриальной генетике

Исследователи отмечают, что мтДНК до сих пор остается во многом неизученной. Несмотря на значительный прогресс, многое еще неизвестно, включая механизмы передачи и взаимодействия мтДНК с ядерным геномом.

Ранее Наука Mail писала, что ученые обнаружили, как дофамин в гиппокампе помогает принимать решения в стрессовых ситуациях.