華人學者顛覆當前的線粒體起源理論

　　最近，弗吉尼亞大學研究人員開展的一項最新研究，使用新一代DNA測序技術，解碼了18種線粒體近緣細菌的基因組，表明寄生菌是給細胞供給能量的線粒體的第一代表親，在它們變成有益之前，首先充當這些細胞中的能量寄生蟲。

　　相關研究發表在本周的《PLOS One》雜志。本研究對“簡單細菌細胞如何被宿主細胞吞噬并最終成為線粒體”的兩種流行理論，提供了另一種理論。線粒體是幾乎所有真核細胞——含有細胞核和其他特征的動物和植物細胞——中的“動力”細胞器。線粒體通過為細胞提供三磷酸腺苷（ATP），供以細胞動力，被生物學家認為是生命的能量貨幣。

　　線粒體的起源開始于大約20億年前，在生命進化史上是一個開創性事件。然而，我們對其起源的情況還知之甚少，這個問題在當代生物學中還是一個謎。

　　本文第一作者、弗吉尼亞大學生物學家Martin Wu指出：“我們認為，這項研究可能已經改變了我們思考引起線粒體的事件。我們說，當前的理論——聲稱共生關系最初階段的細菌和宿主細胞之間關系是有益的 ——很可能是錯誤的。”Wu教授1992年畢業于武漢大學生物學專業，在美國約翰霍普金斯大學獲博士學位，目前為弗吉尼亞大學生物系助理教授。

　　他說：“相反，我們認為這種關系可能是敵對的——細菌是寄生的，而后才通過轉換ATP運輸的方向，變得對宿主細胞有益。”

　　Wu說，這一發現對于地球早期生命史中的一個事件提供了新的見解，該事件最終導致了我們今天看到的不同真核生物。如果線粒體不能為其他細胞提供能量，它們可能就不會進化出如此驚人的生物多樣性。

　　Wu指出：“通過測定線粒體近緣細菌的DNAs，我們重構了線粒體祖先的基因內容，我們預測它是一種寄生蟲，盜取其宿主的能量（以ATP的形式），這與線粒體當前理論所認為的作用完全相反。”

　　在這項研究中，Wu還確定了起源于線粒體的許多人類基因，這些基因的識別，有可能幫助我們理解人類線粒體功能障礙的遺傳基礎，這些障礙可能會導致多種疾病，包括阿爾茨海默氏病、帕金森氏癥和糖尿病，以及衰老相關的疾病。

　　線粒體除了在細胞功能中發揮基本必要的作用以外，其DNA也被科學家用于DNA取證、系譜學和跟蹤人類進化史。