為什麼線粒體DNA不能通過父系遺傳?

2020-11-23 環球網

(記者林小春)眾所周知，人類的遺傳物質除細胞核中的DNA(脫氧核糖核酸)外，還有線粒體DNA。一個國際團隊24日說，他們探清了為什麼線粒體DNA不能通過父親的精子，而只能通過母親的卵子遺傳給後代。

線粒體是細胞中提供能量的細胞器，被稱作細胞的「能量工廠」。

這項發表在新一期美國《科學》雜誌上的研究報告說，當精子與卵子結合成受精卵後，精子中的線粒體會啟動一套自毀機制。如果延遲這套機制發揮作用，那麼由受精卵發育而成的胚胎存活可能性降低。

負責研究的科羅拉多大學博爾德分校薛定教授對新華社記者解釋說，父本線粒體存在於精子裡，而精子需要線粒體產生大量能量用以在遊動中與其他精子競爭。在大負荷的情況下，線粒體產生了很多氧自由基，這些氧自由基能誘導線粒體DNA發生突變，所以大自然進化出一套機制將來自父親的線粒體從受精卵中清除掉。

薛定等人發現一種叫CPS－6的酶在清除父本線粒體中發揮重要作用，並利用秀麗隱杆線蟲的精子線粒體進行研究，結果顯示，在精子與卵子結合後，這種酶從父本線粒體的膜間質轉位到線粒體基質裡面，後者是線粒體DNA所在部位，從而對線粒體DNA進行降解、清除。

如果研究人員採取幹預措施，讓父本線粒體在發育後期才降解，結果胚胎死亡的可能性增加，這說明父本線粒體的遺傳對進化不利。

研究人員說，線粒體母系遺傳是「一個很基礎也很重要的生物學問題」，他們的研究為這種現象提供了一種解釋機制。

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