华人学者颠覆当前的线粒体起源理论

　　最近，弗吉尼亚大学研究人员开展的一项最新研究，使用新一代DNA测序技术，解码了18种线粒体近缘细菌的基因组，表明寄生菌是给细胞供给能量的线粒体的第一代表亲，在它们变成有益之前，首先充当这些细胞中的能量寄生虫。

　　相关研究发表在本周的《PLOS One》杂志。本研究对“简单细菌细胞如何被宿主细胞吞噬并最终成为线粒体”的两种流行理论，提供了另一种理论。线粒体是几乎所有真核细胞——含有细胞核和其他特征的动物和植物细胞——中的“动力”细胞器。线粒体通过为细胞提供三磷酸腺苷（ATP），供以细胞动力，被生物学家认为是生命的能量货币。

　　线粒体的起源开始于大约20亿年前，在生命进化史上是一个开创性事件。然而，我们对其起源的情况还知之甚少，这个问题在当代生物学中还是一个谜。

　　本文第一作者、弗吉尼亚大学生物学家Martin Wu指出：“我们认为，这项研究可能已经改变了我们思考引起线粒体的事件。我们说，当前的理论——声称共生关系最初阶段的细菌和宿主细胞之间关系是有益的 ——很可能是错误的。”Wu教授1992年毕业于武汉大学生物学专业，在美国约翰霍普金斯大学获博士学位，目前为弗吉尼亚大学生物系助理教授。

　　他说：“相反，我们认为这种关系可能是敌对的——细菌是寄生的，而后才通过转换ATP运输的方向，变得对宿主细胞有益。”

　　Wu说，这一发现对于地球早期生命史中的一个事件提供了新的见解，该事件最终导致了我们今天看到的不同真核生物。如果线粒体不能为其他细胞提供能量，它们可能就不会进化出如此惊人的生物多样性。

　　Wu指出：“通过测定线粒体近缘细菌的DNAs，我们重构了线粒体祖先的基因内容，我们预测它是一种寄生虫，盗取其宿主的能量（以ATP的形式），这与线粒体当前理论所认为的作用完全相反。”

　　在这项研究中，Wu还确定了起源于线粒体的许多人类基因，这些基因的识别，有可能帮助我们理解人类线粒体功能障碍的遗传基础，这些障碍可能会导致多种疾病，包括阿尔茨海默氏病、帕金森氏症和糖尿病，以及衰老相关的疾病。

　　线粒体除了在细胞功能中发挥基本必要的作用以外，其DNA也被科学家用于DNA取证、系谱学和跟踪人类进化史。