线粒体拥有自身的呈环状的双链DNA分子，其复制和转录受到线粒体和核基因的双重调控。线粒体DNA（mtDNA）复制主要存在两种模型，即链置换模型（the strand-displacement model）和链结合模型（the strand-coupled model）。链置换模型认为线粒体复制从特定位点起始，H链先单向复制到mtDNA分子的约2/3位置，使L链复制起始位点暴露，随即引发L链复制；而链结合模型认为线粒体复制从多个位点起始，双链同时双向进行复制。关于线粒体复制模型仍存在一些争论，但这两类复制模型都认为mtDNA中一段长约1kb的非编码序列，即控制区（control region）或称D-环（D-loop）与mtDNA复制密切相关，其中含有很多控制复制的功能元件如复制引物结合位点、复制起始位点、复制终止位点等。在现有mtDNA数据库中，尚未发现正常人D-环区有大片段插入和缺失的情况，这间接说明该区域在mtDNA复制调控中的重要作用。

近期，姚永刚课题组的毕蕊、张阿梅、张文等在对我国人群mtDNA D-环区突变频谱的研究中，在一个正常人家系的mtDNA中意外发现其D-环存在一段50 bp的缺失（m.298_347del50），该缺失导致线粒体保守序列框Ⅱ（CSBⅡ）和线粒体复制起始过程中的引物结合区被移除，而这两个功能单元在以往的研究中被认为与mtDNA的复制起始调控有关。该50 bp缺失在研究的家系母系成员中可以遗传，且在不同的组织样本如头发、血液、唾液等都存在，具有不同程度的异质性。相对于正常对照人群血液细胞的mtDNA拷贝数来说，含有缺失的家系成员的mtDNA拷贝数未见异常，且该家系成员无相关遗传性疾病。这一发现对D-环区的这两个复制功能单元在复制模型中是否必需提出了疑问，提示mtDNA的复制机制可能比以前认为的更为复杂。我们推测该家系成员的mtDNA的复制可能存在其他代偿途径。对此机制的深入研究，将有望进一步认识mtDNA复制的复杂机制。该研究工作近期在线发表于国际知名刊物《Human Mutation》（http://www3.interscience.wiley.com/journal/123278267/abstract ）。

该研究工作得到云南省、国家自然科学基金委和中国科学院的资助