公一份，婆一份的遺傳學?

(明報) 02月 06日星期三 05:05AM(轉自Yahoo!)
Source:http://hk.news.yahoo.com/080205/12/2ohvh.html

「1父2母」胚胎新技術除基因病

【明報專訊】人類基因技術又有突破發展。英國科學家日前研製出10個各擁有「1父2母」的人類胚胎，意味首名基因改造嬰兒不久便將在英國出世。新技術為剔除許多嚴重基因疾病帶來新希望，但也勢將惹起更多有關基因技術的爭議。

負責這次研究的紐卡素大學（University of Newcastle）特恩布爾教授（Doug Turnbull），融合體外受精技術及細胞外科技術，剔除因細胞線粒體（mitochondria）出現缺陷所引致的疾病，包括致命肝衰竭、中風、失明、智障、癲癇症、肌肉衰退、糖尿病及失聰等。簡單而言，線粒體恍如細胞的「電池」，若出現問題，將導致胚胎無法正常成長。

似電腦換電不礙功能

研究員將只有一天大、可能帶有線粒體毛病的體外受精胚胎，在胚胎DNA還在細胞原核未融合之時，把細胞原核取走，將之植入一個已移除了原核的正常捐卵者卵子內。這個「新胚胎」一邊繼承了父母的DNA，另一邊則借用了捐卵者的正常健康線粒體。若胚胎是女孩，健康線粒體可傳給下一代；若胚胎是男孩就不能。專家形容，這項新技術就像把電腦「換電」一樣，不會影響硬碟功能。

研究隊伍表示，實驗中，10個單細胞胚胎順利進行了基因移植，並於其後數天自然成長；他們抽取其中一個細胞胚胎作仔細研究，顯示移植有效，剔除了可能的遺傳症病問題。研究員還指出，類似實驗顯示，老鼠可繁殖出有正常線粒體的下一代，治好基因疾病。

英國人類繁殖和胚胎學管理局目前嚴格規管對人類胚胎細胞的實驗，但研究隊伍希望有關技術可應用於臨床治療中，毋須國會批准，特恩布爾說﹕「我們希望在3年內做到，不想再等3年改變法例。」

問題:(大學程度知識)

1. 線粒體(mitochondria)也有遺傳信息(genetic information)?

2. 為何mitochondria只能由母親傳給下一代?

網主解答

要解釋線粒體(mitochondria)的遺傳信息(genetic information)，先要從原核生物(prokaryote)及真核生物(eukaryote)說起。(以下僅為現今科學家對地球生物起源的其中一個理論)在天地之初，第一種生物體是以prokaryote形式存在。Prokaryote是指沒有細胞核(nucleus)的生物(但並不代表沒有genetic information。因為它們的遺傳信息並沒有細胞核膜(nuclear membrane)所包圍，所以在光學顯微鏡下是看不到的)。當時的世界並沒有氧(oxygen)，生物也在存在一個缺氧(anaerobic)的環境下。後來，因為有些生物進化出類似現在葉綠素(chlorophyll)的物質，並開始進行光合作用(photosynthesis)，以製造食物。因為氧在光合作用的產生，本來只能生存在anaerobic enivornment的prokaryotes(因為氧氣的存在會氧化(oxidize)並殺死它們)，現在要被逼逃難。有些能進化(evolve)到適應在帶氧的環境下繼續生存，能繼續以prokaryote的方式生存。有些則躲在其他已經進化至eukaryote的生物體內(至於這些eukaryotes是如何進化，又是另一個故事了)。

正因為那些prokaryote躲在eukaryotes中，它們成為了現今的葉綠體(chloroplast)及mitochondria。這也解釋了為何chlorplast及mitochondria是雙膜(double membrane)的細胞器(organelle)。因為內膜(inner membrane)是那些prokaryotes本來的細胞膜(cell membrane)，而外膜(outer membrane)是進入eukaryotes時候，由eukaryote的cell membrane所製成的。

至於mitochondria及chloroplast的DNA，是和本身eukaryotes的不同。Mitochondria及chloroplast中的DNA的結構和所攜帶的信息是比較接近prokaryote(大學份子生物學程度，不在這裏詳談)。

要解答這個問題，先要了解人是怎樣繁殖的。人的繁殖的第一步是精子(sperm)和卵子(egg)進行受精作用(fertilization)。人的精子有三部份：頭部(head)、頸部(neck)、尾部(tail)。頭部是主要載有父親其中一套基因(gene)的染色體(chromosome)。頸部是sperm游泳的動力來源，載有很多mitochondria。而尾部則是精子的船槳，動力由頸部的mitochondria提供，用作擺動尾巴前進。

當進行fertilization時，精子並不是整條進入卵子中。精子的頭部會和頸部分離，進入卵子中。所以精子的mitochondria是不會進入受精卵的當中。而卵子中，有來自母親的mitochondria，以供給受精卵足夠的「發電廠」來提供能量來進行分裂及成長。所以，mitochondria只能從母親一方傳給下一代，父親的mitochondria並不能傳給下一傳。這個現象稱為母系遺傳(Maternal inheritance)。

總括而言，繁殖這個過程並不是100%公一份，婆一份的。

1. 另一則新聞報導：基因轉移一猴擁三父母抽缺陷母染色體借卵誕健康小猴