作者:薛定等 来源:《科学》 发布时间:2016/7/4 10:25:22
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国际团队揭示为什么线粒体不能通过父系遗传

薛定教授

众所周知,人类的遗传物质除细胞核中的DNA(脱氧核糖核酸)外,还有线粒体DNA。一个国际团队24日说,他们探清了为什么线粒体DNA不能通过父亲的精子,而只能通过母亲的卵子遗传给后代。

线粒体是细胞中提供能量的细胞器,被称作细胞的“能量工厂”。

这项发表在新一期美国《科学》杂志上的研究报告说,当精子与卵子结合成受精卵后,精子中的线粒体会启动一套自毁机制。如果延迟这套机制发挥作用,那么由受精卵发育而成的胚胎存活可能性降低。

负责研究的科罗拉多大学博尔德分校薛定教授对新华社记者解释说,父本线粒体存在于精子里,而精子需要线粒体产生大量能量用以在游动中与其他精子竞争。在大负荷的情况下,线粒体产生了很多氧自由基,这些氧自由基能诱导线粒体DNA发生突变,所以大自然进化出一套机制将来自父亲的线粒体从受精卵中清除掉。

薛定等人发现一种叫CPS-6的酶在清除父本线粒体中发挥重要作用,并利用秀丽隐杆线虫的精子线粒体进行研究,结果显示,在精子与卵子结合后,这种酶从父本线粒体的膜间质转位到线粒体基质里面,后者是线粒体DNA所在部位,从而对线粒体DNA进行降解、清除。

如果研究人员采取干预措施,让父本线粒体在发育后期才降解,结果胚胎死亡的可能性增加,这说明父本线粒体的遗传对进化不利。

研究人员说,线粒体母系遗传是“一个很基础也很重要的生物学问题”,他们的研究为这种现象提供了一种解释机制。(来源:新华社 林小春)

 
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