瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究團隊發現,中心粒可以攜帶信息在細胞中跨世代傳遞。這一驚人的發現說明,除基因之外線粒體也可能攜帶遺傳信息。
中心粒是細胞內由多個蛋白組成的桶狀結構,受到了科學家們的廣泛研究。中心粒蛋白發生突變會引起一系列疾病,包括發育異常、呼吸疾病、男性不育和癌癥。EPFL團隊在Cell Research雜志上發表文章指出,受精卵的原始中心粒(來自父親)能夠在胚胎發育中持續存在,跨越十次細胞分裂。這一發現將對生物學和疾病治療產生深遠的影響。
中心粒最廣為人知的功能是,在細胞分裂中保證染色體正確傳遞給子細胞。細胞纖毛中也有中心粒存在,這一結構與信號傳遞以及細胞運動能力有關。我們知道,在生殖過程中父母平均貢獻遺傳物質,而大多數細胞器來自于卵子,比如線粒體。不過在受精后形成的胚胎中,中心粒完全來自于男性精子,父親中心粒的任何異常都會傳遞給最初的胚胎細胞。
Pierre G?nczy等人對線蟲進行了研究,線蟲是研究胚胎發育和人類遺傳疾病常用的模式生物。與包括人類在內的其他物種一樣,線蟲的中心粒也完全來自于精子。研究人員希望知道,這些“原始”中心粒能夠在胚胎發育過程中持續存在多久。
他們將三個不同的中心粒蛋白標記上熒光,然后讓被標記的雄性線蟲與未標記的雌性線蟲交配,跟蹤父本的中心粒蛋白組分。研究顯示,父本中心粒能夠持續傳遞十代,這是首次發現中心粒能在胚胎發育中持久存在。
這項研究對生物學有很大的啟示。研究指出,持續存在的中心粒可能是一種非基因的信息攜帶者,這將顛覆我們對這種細胞器的認識和理解。除此之外,這項研究在醫學領域也很有意義。異常線粒體可以直接從父親傳遞給后代,對胚胎產生影響,這樣的發現有助于更好的理解和治療中心粒疾病。
“現在我們知道,中心粒可能是一種信息單向遺傳的途徑,對早期發育有重要的影響,”Pierre G?nczy說。
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