研究發現:粒線體 DNA 也可能遺傳自父親
生物界長期以來一直認為,並非所有形式的 DNA 都是同時遺傳自父親跟母親,粒線體就是其中一例,它只遺傳自母親,父親並不參與其中。不過這項發現可能要讓教科書改寫了。
粒線體 DNA
大部分的 DNA 都存在細胞核內,但還是有部份的基因儲存在粒線體內,以提供細胞能量。過去,科學家過譽認為粒線體 DNA 只會由母系遺傳,不過,新的證據顯示可能不是這樣。
由辛辛那提兒童醫療中心遺傳學家黃濤生教授領導的一項研究,在對一位四歲男童的治療中,發現粒線體 DNA 可以遺傳自父親。這個孩子出現虛弱、肌肉痠痛及其他症狀,經醫師評估後,建議檢查是否有粒線體方面的問題。當黃教授進行診斷時,他發現過往的知識無法解釋檢驗結果。
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黃教授如此震驚的原因,是因為檢驗結果發現,男童的基因產生了異質體(heteroplasmy),也就是說,在他的粒線體 DNA 不只遺傳自母親,也遺傳自父親。雖然在其他物種中已發現粒腺體 DNA 可由父系遺傳,但人類是否有相同的現象始終存在爭論,過去也未曾發現類似的現象。
當研究人員發現男童的姐姐也有異質體的現象時,就進一步分析母親的粒腺體 DNA,而結果發現母親也有同樣的情況。所以,研究人員往上追溯母親雙親的粒線體 DNA,最終發現母親的粒線體 DNA 來自上一代的遺傳,外婆貢獻了約百分六十,外公則貢獻了約百分之四十。
研究團隊表示:「我們的研究結果指出,雖然粒線體 DNA 經由母系遺傳的中心法則仍然有效,但還是有些例外情況,粒腺體 DNA 可經由父系遺傳給後代。」
發生機率
雖然這些案例可能不常見,但其數量比科學家想像的還多。研究人員調查了三個無關係多世代家族中的 17 個人,發現粒腺體 DNA 異質體的存在率約為 24% 至 76%。
過去有兩項研究曾指出,粒線體 DNA 可能來自雙親,但之後卻沒有其他的證據支持。而現在,我們知道這些研究結果其實是相關的。隨著基因定序技術日益進步,能提供更好的檢測工具,以幫助科學家探討細胞內遺傳物質的更多訊息。
研究結果的價值
研究人員表示,先前的研究發現粒線體 DNA 只能經由母系遺傳,但現在我們發現也可經由父系遺傳。研究人員認為此研究的結果是相當清楚且有力的證據,應能使各項研究對粒腺體 DNA 可能性的評估有更全面的了解。
研究人員:「在演化的過程中,粒線體的母系遺傳仍然佔有絕對的優勢,而偶發性的父系遺傳,似乎也沒有在人類基因中留下可探尋的痕跡。不過,這仍然在該領域是全新的可能性。」
參考資料:
- Peter Dockill. (2018. Nov. 27). Radical findings show mitochondrial DNA can be inherited from dads. Sciencealert.
- Shiyu Luo, et al., (2018, November 26). Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans. PNAS. DOI:10.1073/pnas.1810946115