推翻教科書！線粒體DNA可通過父系遺傳

　　對于大多數哺乳動物來說，線粒體和線粒體DNA都是只通過母系遺傳。盡管其他生物偶爾會經歷父系遺傳，但之前關于人類父系遺傳線粒體的報道大多是因為污染或樣本混淆。

　　然而，美國辛辛那提兒童醫院的黃濤生博士和梅奧診所的Paldeep Atwal博士本周在《美國科學院院刊》（PNAS）上發表論文，稱他們在三個家庭中發現了mtDNA雙親遺傳。研究人員還在獨立實驗室中通過不同方法證實了他們的成果。

　　“這篇論文深刻地改變了人們對線粒體遺傳的普遍看法，有望在線粒體醫學領域開辟一個新天地，”研究人員在文中寫道。

　　在分析一名疑似患有線粒體疾病的四歲男孩的mtDNA時，研究人員發現了一個不尋常的結果。盡管他們沒有在線粒體基因組中發現任何致病變異，但發現男孩帶有高水平的異質性——9種同質性變異和31種異質性變異。

　　在排除樣本混淆之后，研究人員從這名男孩的家人那里獲得了血液樣本，并發現他的姐妹和母親也有著相同的異質性模式。之后，他們又分析了男孩外祖父母的mtDNA，發現他的母親攜帶21個母系遺傳的變異和10個父系遺傳的變異。

　　研究人員認為，這表明人類家族也存在mtDNA的雙親遺傳。之后，他們將分析擴展到其他家庭成員。結果表明，這個男孩的兩個姨姥姥和她們的孩子也有著類似的mtDNA遺傳模式。

　　與此同時，另外兩個無親緣關系的家庭也享有這種mtDNA遺傳模式，一個來自辛辛那提兒童醫院，另一個來自梅奧診所。這些家庭在接受線粒體疾病的研究。對于第二個家庭，研究人員發現先證者通過其母親遺傳了其外祖父母的mtDNA。

　　研究人員表示，這些結果證實了mtDNA在三個譜系中的雙親遺傳。這項工作由三個不同的CAP-CLIA認證實驗室完成，而且實驗室采用不同的引物來分離mtDNA，并通過Illumina測序平臺和NextGene軟件進行分析。此外，他們還利用PacBio單分子測序和限制性片段長度多態性分析對第一個家族的樣本進行了分析。

　　這就帶來了一個問題，這種mtDNA的雙親遺傳是如何發生的？

　　研究人員推測，mtDNA的父系遺傳可能涉及到核基因的一個突變，這個突變影響了胚胎中父系線粒體的去除。他們指出，溶酶體通路和核酸內切酶G通路與父系線粒體的去除有關，而這些通路的改變可能影響這一過程。

　　他們補充說，研究這種mtDNA父系遺傳如何發生，以及多久發生，有望為線粒體疾病的治療提供信息。

　　“闡明這種雙親遺傳的分子機制將擴大我們對線粒體遺傳過程的認識，并有望為減少致病性母系mtDNA在人類中的傳播提供一種替代方法，”研究人員寫道。“無論這種不尋常現象背后的機制是什么，顯然還需要很多年來充分了解和利用此發現的后果。”