一些在学校里学过的东西现在却成了错误的，就比如曾经说只有感觉只有五种而物质只有三种状态。最近的前沿研究又为这张“不完备的知识”清单添了一项——线粒体（我们细胞的能量之源）来自父母双方，而不是像在生物课上学过的那样只来自母亲。
这项研究发表在《美国科学院院报（PNAS）》上，结论表示，在三个没有血缘关系的家族中，来自父亲精子的线粒体能够在好几代子代间传递。这颠覆了人们对这一基本“事实”的科学理解，并为更好地治疗线粒体疾病开辟了更多可能性，帮助许多家庭免遭毁灭性疾病的折磨。
线粒体能够将我们摄入的糖，脂肪和蛋白质转换为供细胞利用的能量。所以一旦它们出现问题，结果常常是灾难性的，导致伴随终生的疾病甚至子宫中被感染婴儿的死亡。
例如，MELAS综合征始于童年早期，可导致癫痫发作和痴呆。Kearns-Sayre综合征会引起视觉和听觉问题，带来失明和失聪的风险。
细胞的大多数DNA都位于细胞核内，但线粒体独立存在于细胞核之外并拥有自己的DNA。这是由于人们认为线粒体曾是分离于细胞之外的独立的生命体，大约在14.5亿年前进入早期的细胞，再也没有离开。线粒体会自我复制，搭着卵细胞的“顺风车”而代代相传。
受精过程中，精子将它的DNA转移到卵细胞中，但精子的线粒体只有很少或根本不会进入。如果这样的线粒体存在，许多相关的机制会来摧毁它们，虽然我们也还不知道这是为什么。也有些证据说，来自父亲的线粒体DNA可能在受精卵发育成胚胎时也会被复制，甚至可能比来自母亲的线粒体DNA复制的还多。
有可能之前的研究也发现了来自父系的线粒体DNA，但没有引起重视并解释为样品污染。然而随着技术的不断进步，更加廉价和深入的DNA分析成为可能。因此也许还将有更多的报道。
这项工作会影响很多研究人类在地球上的迁移过程的科学家。线粒体DNA上即使非常微小的变化也常常是致命的，从而就不会传递给后代，因此人类线粒体DNA的变化也趋向于无。这意味着一个人的线粒体DNA可能与他（或她）遥远的祖先以及其他人种的非常相似。
因此通过研究不同人种的线粒体DNA，科学家可以追踪这些人种是怎样在地球上迁移的，甚至找出所有人类潜在的共同女性祖先——“线粒体夏娃”。然而，所有这些工作的开展都需要基于线粒体只通过女性传递的“事实”——但现在我们知道这是错误的。
更好的疗法
我们还不明确这些发现带来的最有意义的影响将是什么，因为对于线粒体遗传的进一步理解会给我们一个更好的发展线粒体疗法的机会。甚至还有可能促进线粒体在受精卵内的复制，以取代那些受损的线粒体。
任何治疗都可能引发争议，毕竟这会以一种被后代遗传的方式影响一个人的DNA。但目前仅有的另一种疗法同样充满争议——将受精卵中的细胞核导入另一个含有正常线粒体的供体卵细胞内。这经常被形容为“三亲婴儿”，虽然第一个这样的婴儿已于2016年4月出生，但这种做法在许多国家仍不被允许。因此，转而去处理父母的线粒体便更胜一筹。
新研究发现的情况仍属罕见，因此关于线粒体DNA的研究还不会为理解人类进化和迁徙产生重大影响。但至于进一步的研究是否会显示父系线粒体DNA普遍存在，我们对于人类迁徙的整个理解可能还将被动摇。
本文观点仅代表作者，不代表《科学美国人》。
作者简介
Michael J Porter
中央兰开夏大学，分子遗传学讲师
（翻译：陈馥艳；审校：潘燕婷）
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