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ミトコンドリア遺伝の家系図
ミトコンドリア DNA はほぼ母親からのみ受け継がれるため、罹患した母親はその形質をすべての子供に受け継ぎ、娘だけがそれを次世代に受け継ぐことができます。この架空の例では、パターンを簡略化して示しています。
遺伝パターンと生物学的メカニズム
ミトコンドリア遺伝 (母性遺伝) は、環状ミトコンドリア DNA (mtDNA) 上にコードされた遺伝子の伝達を説明します。受精中、精子は核遺伝物質のみを提供しますが、卵子は事実上すべての細胞小器官、細胞質、およびミトコンドリアを受精卵に提供します。したがって、ミトコンドリアの形質は母系を通じてのみ伝達されます。
主要な送信ルール
- 罹患した女性は、ミトコンドリア形質をその生物学的子孫、つまり息子と娘の両方に 100% 伝えます。
- 影響を受けた男性がミトコンドリアの状態を子供に伝えることはありません。
- 兄弟間での症状の重症度や臨床症状は、ヘテロプラスミー（変異型 mtDNA 分子と野生型 mtDNA 分子の細胞混合物）により大きく異なる場合があります。
- この症状は母系に沿って世代を飛び越えることはありません。
代表的な現実世界の状況
レーバー遺伝性視神経症（LHON）
MT-ND1、MT-ND4、MT-ND6 mtDNA 変異
網膜神経節細胞の変性により、典型的には若い成人男性と女性に起こる、両側性の痛みのない亜急性の中心視力喪失です。
MELAS症候群
MT-TL1 (m.3243A>G 変異)
ミトコンドリア脳筋症、乳酸アシドーシス、および 40 歳未満での再発性脳卒中、発作、筋力低下を特徴とする脳卒中様エピソード。
MERRF症候群
MT-TK (m.8344A>G 変異)
不規則な赤色線維を伴うミオクロニーてんかん。ミオクローヌス、運動失調、難聴、生検上の特徴的な不規則な赤い筋線維を特徴とします。
NARP症候群
MT-ATP6 変異
発達遅延、感覚神経障害、網膜色素沈着を伴う神経障害、運動失調、網膜色素変性症。
このチャートの分析方法
- 1
世代 I: 影響を受けた母親 (I-1) は影響を受けていない父親 (I-2) とパートナーになります。
- 2
第 II 世代: 影響を受けた母親のすべての子供 (娘 II-1 と息子 II-2) が影響を受けます。娘 II-1 は影響を受けていない男性とパートナーになります。息子 II-2 は、影響を受けていないメスとパートナーになります。
- 3
第三世代: 影響を受けた娘 II-1 は、彼女の子供全員 (III-1 発端者と III-2) にこの状態を伝染させます。全く対照的に、影響を受けた息子 II-2 には影響を受けた子供はゼロです。
- 4
母系の継続と父系の終焉の明確な対比は、mtDNA 遺伝の決定的な特徴です。
診断チェックリスト: 確認と除外
手がかりの確認
- ✓ 罹患した母親の子供は全員、変化した mtDNA を受け継ぎ、表現型を発現します。
- ✓ 影響を受けた父親の子供は影響を受けません。
- ✓ 母系に沿って伝播が途切れることなく持続します。
- ✓ 雄と雌の子孫は両方とも母子感染の影響を受けます。
警告と除外
- ⚠ 父から子への感染があれば、ミトコンドリアの遺伝は直ちに反証されます。
- ⚠ 罹患していない母親から複数の罹患した子供が生まれた場合、代わりに核遺伝疾患を調査する必要があります。
よくある質問
ヘテロプラスミーとは何ですか?なぜ血統においてそれが重要なのでしょうか?
ヘテロプラスミーは、細胞内に変異したミトコンドリア DNA と正常なミトコンドリア DNA が混合して存在することです。変異ミトコンドリアの割合は、組織エネルギー閾値を突破して症状が現れるかどうかを決定し、同じ家系内の兄弟が症状の重症度に大きく異なる可能性がある理由を説明します。
父親がミトコンドリア DNA を子供に伝えることはできるでしょうか?
標準的な人間の生物学では、精子のミトコンドリアは受精卵内でユビキチンを介した分解の対象となるため、父親からのミトコンドリアの伝達は妨げられます。
すべてのミトコンドリア疾患は母親の mtDNA を通じて遺伝しますか?
いいえ。ミトコンドリアで活性なタンパク質の 85% 以上は、常染色体または X 染色体の核遺伝子によってコードされています。これらは母性遺伝ではなく、メンデル（常染色体劣性/優性）パターンに従います。