發育成人最初始的受精卵，其粒線體是來自母親的卵子細胞，來自父親的精子細胞並不帶有粒線體，因此粒線體異常的疾病多數為母系遺傳(maternally
inherited)所致。再者，粒線體DNA本身也有較高的突變率；那是由於當粒線體分裂時，其用來複製DNA的DNA聚合脢(DNA
polymerase)沒有校正(proofreading)的功能，亦即當複製過程出錯時，無法將錯誤的序列修正過來，因而容易留下異常的粒線體而導致個案出現臨床表徵。而目前已知粒線體DNA的突變，可能導致人體發生肌肉病變、心肌病變、神經病變及內分泌系統疾病異常等。
雖然粒線體DNA具有比較高的突變機率，但在家族性的案例研究中，往往僅觀察到少數特定的突變，且缺乏較嚴重的粒線體DNA突變的情況，因此科學家假設女性生殖細胞中有一個篩選機制，能夠將較嚴重的粒線體DNA突變，自然篩選淘汰掉。
為了驗證此一假說，研究者將兩個不同的粒線體DNA突變送入老鼠的細胞中；其中一個是較嚴重的突變，另一個是較輕微的，然後讓老鼠繁殖數代，觀察這兩組粒線體DNA突變的數量變化，結果發現，突變較嚴重那一組的粒線體DNA隨著老鼠的繁衍愈來愈少，在四代之後完全消失，而突變較輕微的另一組粒線體DNA則幾乎維持不變，並不會隨著老鼠的世代繁衍而減少或減輕。此實驗顯示此一自然篩選的機制確實存在，且是將較嚴重的粒線體DNA突變淘汰掉。
為了找出此一篩選機制發生的時間點，研究者進一步將這兩組粒線體DNA突變嚴重度不同的老鼠，先將其卵子進行粒線體的基因分析，並再跟老鼠身體的其他組織作比較，結果發現在老鼠的卵子中，較嚴重那一組老鼠的卵子中粒線體DNA突變的量比身體其他組織來得低，而另一組突變較輕微的老鼠卵子粒線體DNA突變的量則和其他組織相同。此實驗顯示篩選機制是發生在卵子的形成過程中。
至於篩選的機制目前仍未知，研究者推測是與自由基有關。卵子是由卵原細胞(oogonia)分化成熟而來，生物體內只有一部分的卵原細胞會成熟為卵子。卵原細胞和身體其他組織的細胞相比，其粒線體的數量較少，因此突變或正常的粒線體DNA所佔的比例都很容易被放大，造成不同卵原細胞所帶的粒線體DNA突變量有很大的差異；另一方面，若細胞帶有較多較嚴重的粒線體DNA突變，其細胞內所產生的自由基的量通常較多，研究者推測，屆時身體會選擇自由基量較少的卵原細胞成熟為卵子，亦即帶較少嚴重粒線體DNA突變的卵原細胞會被選擇出來，而帶較多嚴重突變的卵原細胞便因此被淘汰掉。而此一假說目前仍有待相關研究的證實。
資料來源：
Weiwei
Fan et al., 2008. A mouse model of mitochondrial
disease reveals germline selection against severe
mtDNA mutations. Science 319, 958-962 |