线粒体疾病的出生发病率约为1 / 5000，然而1 / 500携带线粒体基因组突变。由于线粒体疾病没有治愈方法，遗传缺陷和疾病严重程度的巨大差异使得有效的疾病管理具有挑战性。因此，利用线粒体替代疗法预防遗传疾病从母亲传给孩子具有重要的前景。线粒体替代疗法包括将来自母亲的核DNA与来自捐赠卵子的健康线粒体相结合。这项技术最初是在老鼠,验证灵长类，以及最近第一个“三人”宝宝在墨西哥有报道。
然而，进化生物学家对线粒体替代的安全性提出了担忧，这主要集中在核基因组和线粒体基因组同时进化的想法上，因此来自一个个体或群体的线粒体可能与来自另一个群体的核物质不相容。的确，当人类人口迁移并变得不同时，线粒体的分布也是如此遗传自母亲的基因组（线粒体单)。这在图来自文章（下图）显示了线粒体DNA（mtDNA）单倍型群的全球分布，并强调了巨大的变异性以及不同群体如何由不同的区域单倍型控制。
在小鼠和无脊椎动物等模式生物中的研究表明，不相容性和核线粒体错配的有害影响。例如，尽管线粒体和核基因组不匹配的小鼠存活到成年期，但它们的身体表现、学习和生长都有所下降。然而，由于这些动物是通过重复近亲繁殖产生的，不同的线粒体被引入到高度近亲繁殖系中，因此这些模式生物研究不能反映种群间繁殖普遍的人类状况。
研究最近出版在BMC基因组学因此，旨在了解单个个体可以容忍的核线粒体分化程度，并了解人类进化中“交换”发生的频率。
使用来自1000人基因组计划和人类基因组多样性计划，研究人员能够观察和量化自然发生的核-线粒体不匹配的程度，在5大洲超过58个人口的3547名健康个体中看到。由于自然选择塑造了人类基因组的多样性，核线粒体基因组的有害组合应该已经被消除，因此在本研究中现有的健康人群中不会观察到。
分析表明，核DNA (nDNA)和mtDNA序列之间的遗传距离通常是高度相关的，这反映了进化关系和迁移关系。这是基于它们在不同人群中的共同进化而预期的结果。然而，分析也表明，即使具有非常相似的nDNA基因组的个体也可能具有高度分化的mtDNA。例如，在波多黎各，67%的抽样人口具有美洲土著起源的mtDNA, 13%携带欧洲起源的mtDNA单倍型。相反，对同一人群的nDNA分析显示，72%的欧洲血统和只有13%的美洲土著血统的情况正好相反。
这些发现表明，来自不同群体的线粒体和核基因组可以在健康个体中共存，这表明不匹配的nDNA/mtDNA组合不会有害，也不会受到提纯选择的影响。这对该技术的未来前景具有重要意义，因为它表明，核-线粒体不匹配不太可能危及线粒体替代治疗或安全性。
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