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参与翻译: 巍峨群山 (6)

——有三个父母基因的老鼠活的长一些。

图01

从遗传学角度来说,每个人有一对父母,但这个常识可能会颠覆。部分以英国为首的国家正在开始一种称为线粒体捐献的程序,这会使宝宝有来自三个人的DNA:父亲,母亲,和一位被称为线粒体妈妈(mitomum)的女性捐献者,英国国会在去年批准了这个程序。

线粒体妈妈提供孩子的线粒体,线粒体是一种非常细小的细胞结构(如上图),存在于多数细胞中,负责从食物和氧气中释放能量。线粒体有缺陷的人会患上衰弱疾病,因为他们身体组织缺少生存必须的能量,他们通常会在青年时期死去。线粒体疾病是遗传性的,目前无法医治。线粒体捐献程序就是通过用健康的线粒体替换失效的线粒体来防止这种疾病发生。

第 1 段(可获 2 积分)

线粒体曾经是一种独立的生物。它们是一种古细菌的后代,曾经独立存在,但后来进入别的细胞里并与之共生,因此它们有自己的微小的基因组,独立于宿主细胞细胞核里的主基因组。通过线粒体捐献程序出生的婴儿因此会继承父母亲的细胞核DNA,以及来自线粒体妈妈的线粒体DNA。

这种结合的效果似乎还不错,并且肯定比遗传失效的线粒体要好。但,让人惊讶的是,马德里卡洛斯三世心血管研究中心(the Carlos III Centre for Cardiovascular Research)的 乔斯·恩里奎兹(José Antonio Enríquez),在《自然》杂志上发文,这种结合的效果比预期的还要好。不考虑医治任何已经存在的疾病,仅仅是移植线粒体这种行为就会带来好处。

第 2 段(可获 2 积分)

恩里奎兹博士和他的同事在科学斗士:老鼠身上做实验。实验用老鼠有很多遗传品系,他们团队挑选两组线粒体DNA有着细微但是显著区别的老鼠来做实验,恩里奎兹估计它们之间线粒体DNA的差异与今天现代非洲人和现代欧洲人亚洲人之间的差异差不多,现代欧洲人和亚洲人的祖先在60000年前离开了非洲。然后他们按照人类线粒体移植程序,从一个品种的受精卵里取出受精后的细胞核,遗弃这个品种的线粒体,然后将这个细胞核移植进入第二个品种的一个没有细胞核的卵子中,此时这个卵细胞留有本身的线粒体。另外有一组第一个品种的未改变的受精卵,作为参照组。研究者把这些老鼠养大,然后观察它们是怎么成熟的。

第 3 段(可获 2 积分)

当老鼠处于青年时期时,在移植组和参照组之间没有显著区别。当老鼠长至中年时期时,大约一年后,两组间出现了一些区别。在投食相同的情况下,移植组的老鼠比参照组的老鼠体重稍轻。在禁食后,移植组的血胰岛素波动较小,显示它们抵御糖尿病的能力更强。随着年龄增长,它们肌肉衰老速度稍慢。它们的端粒——染色体终端上的保护帽,随着年龄增长逐渐变短——保持足够长度的时间更长。

第 4 段(可获 2 积分)

不过不是所有的改变都是有益的。参照组老鼠年轻时的自由基水平比移植组的要低,自由基是线粒体产生的一种有害的高活性化学物质,不过这种差异在老鼠生长30周后发生了逆转。不过综合这些情况的结论是移植组的老鼠活的更长。它们死亡年龄的中位数比参照组的高五分之一。

考虑线粒体在基本新陈代谢里的作用,当你替换掉一套线粒体时,替换的线粒体与原有的线粒体之间差别越大,导致的变化也就会越大。令人惊奇的是这种变化似乎主要是好的一方面。多数生物学家预计变化应该主要是坏的一面,他们假定细胞核和线粒体的DNA会协同进化达到最佳状态,所以如果移植的线粒体DNA和细胞核DNA不再协同进化,会带来负面影响。

第 5 段(可获 2 积分)

现在还不确定是什么导致了这个结果,恩里奎兹博士认为一个叫毒物兴奋反应可以解释这个现象。科学家观察到,一些细小的伤害可以让动物变得更健康,因为这种伤害会激发细胞修复机制,并会进一步修复其它原来没有得到治疗的伤害。用来对付移植的线粒体的生化反应可能调和了动物的新陈代谢,增加了它们的健康。

这是个有趣的观点,英国和其它国家的监管机构将会颇有兴趣的检查恩里奎兹博士的实验结果。但我们不应该简单的假设这个情况就会发生在人体上,毕竟,人类的寿命比老鼠要长得多。纽卡斯特大学的道格·特恩布尔(Doug Turnbull),一位英国线粒体捐献的先驱者,指出这个实验里用的两组基因品系的老鼠是高度近亲繁殖的后代,人类不是这样。在有更多的实验结果之前,我们初步的结论是孩子父母与线粒体妈妈之间的差异一定会导致很多生理学上的变化。恩里奎兹博士暂时提议人类线粒体捐献的最安全的操作方法,是让线粒体妈妈的血缘与孩子亲身父母尽可能的近。

第 6 段(可获 2 积分)

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