Mitocôndrias são as usinas de energia da célula, vitais organelas evoluiu a partir de bactérias simbióticas que se fundiram com a vida celular inicial para formar o primeiro eucariotos. Cada célula contém centenas de mitocôndrias, capazes de se replicar para completar seu número, bem como de se fundir e trocar partes componentes. Cada mitocôndria contém pelo menos um DNA mitocondrial cópia, um remanescente genoma que contém um pequeno número de genes necessários para a função mitocondrial. O DNA mitocondrial é mais vulnerável a danos mutacionais e menos capaz de reparo do que é o caso DNA no núcleo da célula. Pensa-se que o acúmulo de danos ao DNA mitocondrial nas células de todo o corpo contribui para o envelhecimento através da perda da função mitocondrial, mas a situação é complicada pela efeitos de seleção na população mitocondrial e na operação de mitofagiaum processo de reciclagem para limpar mitocôndrias danificadas e disfuncionais.
Oócitos são mulheres linha germinativa células, uma população que dá origem aos óvulos. Oócitos e as células de seu suporte nicho desenvolveram uma variedade de mecanismos para proteger o DNA nuclear do oócito contra danos; isso é bastante bem estudado. Menos estudados são os danos que ocorrem ao DNA mitocondrial nos oócitos, mas é razoável pensar que os oócitos poderiam ter desenvolvido os meios para minimizar os danos ao DNA mitocondrial pelas mesmas razões que desenvolveram maneiras de proteger melhor o DNA nuclear – pelo menos em espécies de vida mais longa como a nossa. A questão interessante é se algum destes mecanismos evoluídos poderia ser aplicado de forma útil a outras células do corpo para melhor manter o seu ADN mitocondrial. O primeiro passo é identificar esses mecanismos, e isso ainda é um trabalho em andamento.
Enquanto o DNA mitocondrial (mtDNA) mutações foram analisados em humanos somático tecidos em detalhe, o exame direto de mutações de mtDNA em oócitos humanos tem sido um desafio devido a limitações metodológicas. A maioria dos estudos anteriores concentrou-se em locais específicos de mtDNA ou utilizou métodos de sequenciamento com altas taxas de erro. Usando um erro baixo sequenciamento duplex abordagem, mostramos recentemente que as mutações em todo o mtDNA aumentam com a idade em oócitos de camundongos. Usando a mesma abordagem, demonstramos que as mutações do mtDNA aumentam em macaco oócitos até os 9 anos de idade e não aumentam depois. É importante ressaltar que ainda não sabemos definitivamente se a frequência de mutações de novo no mtDNA aumenta com a idade em oócitos humanos.
Para resolver essa lacuna de conhecimento, analisamos mutações de substituição de mtDNA em oócitos individuais, sangue e saliva de mulheres com idades entre 20 e 42 anos. Usamos o método de sequenciamento duplex altamente preciso, que havíamos modificado anteriormente para gerar sequências de mtDNA de alta qualidade diretamente de ovócitos únicos. Obtivemos um conjunto abrangente de mutações para estudar o impacto da idade nas frequências de mutações germinativas e somáticas, bem como na sua distribuição no mtDNA.
Descobrimos que, com a idade, as mutações aumentaram no sangue e na saliva, mas não nos oócitos. Nos oócitos, mutações com alta alelo frequências (≥1%) foram menos prevalentes em codificação que não-codificação regiões, enquanto mutações com baixas frequências alélicas (<1%) foram distribuídas de maneira mais uniforme ao longo do mtDNA, sugerindo seleção purificadora dependente da frequência. Nos tecidos somáticos, as mutações causaram níveis elevados aminoácido alterações nas regiões codificadoras de proteínas, sugerindo seleção positiva ou destrutiva. Assim, o mtDNA em oócitos humanos está protegido contra a acumulação de mutações com consequências funcionais e com o envelhecimento. Estas descobertas são particularmente oportunas, uma vez que os humanos tendem a reproduzir-se mais tarde na vida.
