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不同於物理和化學，受進化的影響，生物學總在變化中，很多先前的認知不斷被改寫。這些「顛覆」正在讓我們更準確地了解生命誕生和發展的過程，也將幫助我們更好地應對各類疾病。
01
線粒體DNA遺傳不是「母親特權」
學過生物的人都知道，教科書上寫著：線粒體DNA（mtDNA）是由母親遺傳給子女的，這被稱為「母系遺傳」。但是現在，這一認知要被改寫了。
11月26日，一篇PNAS論文證實，父親也可以將線粒體DNA遺傳給後代。
線粒體是存在於每個人體細胞中的細胞器，其主要功能是產生能量，被譽為「能量工廠」。與其它細胞器不同，線粒體的獨特之處在於它含有自己的DNA。
先前的研究表明，一旦卵子受精（與精子結合），精子中的線粒體DNA就會被破壞，因此，後代隻遺傳了來自卵子（母親）的線粒體DNA。
不過，2002年，有科學家提出，他們發現了一個特別的案例：一名男性攜帶了來自父母雙親的mtDNA。但之後的十幾年，沒有更多這樣的案例被報導。
直到上周，美國辛辛那提兒童醫院的黃濤生教授長官的團隊又報導了17個這類案例。
最初，科學家們是在調查一名被認為具有線粒體突變的男性。他們對這名男性及其父母的線粒體DNA進行了檢測，結果意外地發現，該男性的線粒體DNA不僅來自他的母親，也有他父親的「功勞」。
出於好奇，黃濤生教授等開始關注「與線粒體突變有關」的其他患者。
最終，他們發現了17個攜帶父母雙親線粒體DNA的案例，並使用多種測序確保了結果的準確性。
科學家們認為，之所以會出現這種現象，很有可能是因為父親攜帶了防止精子中線粒體DNA被破壞的基因突變，從而使得父親的線粒體DNA也能夠遺傳給後代。
這一發現可能會對治療線粒體疾病產生重要的影響。
02
關於精子，這點認知我們錯了
事實上，隨著科技的進步，藉助新的技術手段，科學家們正在不斷改寫生物教科書上的知識，其中，與精子、卵子、受精卵、DNA相關的成果就有很多。
今年6月，一項發表在Nature子刊上的成果稱，在受精過程中，父親的精子捐獻的中心粒是2個，而不是1個。
中心粒是唯一由父親單獨貢獻的重要細胞結構。一個受精卵需要兩個中心粒才能開始生命，父親的精子只有一個可識別的中心粒，那麼，精子和卵子結合形成受精卵後，第二個中性粒是哪裡來的呢？
之前，科學家們認為，精子提供了一個中心粒給卵子，然後該中心粒複製了自己，這就有了第二個中性粒。但事實並非如此。
在這項研究中，利用尖端的技術和顯微鏡，科學家們發現了以前難以識別的第二個中心粒。新發現的中心粒之所以在過去被忽視，是因為它在結構和蛋白組成上與常見的中心粒完全不同。
這項研究意義重大，因為新發現的中心粒的結構和功能異常可能是導致不明原因的不孕的根源。該中心粒也可能在早期流產和胚胎髮育缺陷中發揮了作用。
03
受精卵第一次分裂與我們想像的並不同
哺乳動物受精卵中的雙紡錘體（IMAGE: Cartasiova, Hoissan, Reichmann, Ellenberg/EMBL）
今年，除了精子的結構被顛覆了，科學家們還發現，先前我們關於「受精卵」的一項認知也是錯的。
長期以來，學界認為，在受精卵第一次縱橫諜海時，是一個紡錘體（spindle，在縱橫諜海過程中產生的一種特殊細胞器）負責將染色體分離到2個細胞中。
然而，發表在頂級期刊Science雜誌上的論文證實，實際上有2個紡錘體參與染色體分離的過程：一個負責分離來自母親的染色體，一個負責分離來自父親的染色體。
之所以能獲得這一發現，要歸功於一種被稱為「LSMT」的新顯微鏡技術。該技術能夠對胚胎髮育的早期階段進行實時、3D成像。
值得一提的是，該研究是在小鼠中進行的，接下來，科學家們將調查雙紡錘體是否在人類中發揮了相同的作用。因為，這將為研究如何改善人類不育治療提供非常有價值的資訊。
04
腸道可能還有造血功能
腸道中的人類造血乾細胞（Credit: Megan Sykes/Columbia University）
最後，探索君再與大家分享上周發表的另一項「改寫教科書」的成果。
11月29日，發表在Cell Stem Cell上的一項研究中，來自哥倫比亞大學的科學家們獲得一個驚人發現：人類腸道可能提供了多達10%的血細胞！
先前，科學家們認為，血細胞完全是由骨髓中的造血乾細胞產生的。
該研究對接受腸道移植的患者進行了觀察，並發現，這些患者的血液中包含了來自捐贈者的血細胞。進一步分析顯示，捐贈者腸道中的造血乾細胞是這些血細胞的來源。
這一成果讓探索君不禁聯想到2017年發表在Nature雜誌上的一項重磅成果。來自加州大學舊金山分校的科學家們首次發現了肺部先前不為人知的作用——造血。這一發現無疑揭示了肺部更複雜的功能：它們不僅用於呼吸，也是參與血液生成的關鍵組成部分。
責編：探索菌
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End
參考資料：1）Researchers find rare instances of male mtDNA being passed on to offspring
2）Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans
3）Some blood cells have a surprising source—your gut
4）Human Intestinal Allografts Contain Functional Hematopoietic Stem and Progenitor Cells that Are Maintained by a Circulating Pool
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