Mitochondrial endonuclease G mediates breakdown of paternal mitochondria upon fertilization
?
Abstract
Mitochondria are inherited maternally in most animals, but the mechanisms of selective paternal mitochondrial elimination (PME) are unknown. While examining fertilization in C. elegans, we observe that paternal mitochondria rapidly lose their inner membrane integrity. CPS-6, a mitochondrial endonuclease G, serves as a paternal mitochondrial factor that is critical for PME. The CPS-6 endonuclease relocates from the intermembrane space of paternal mitochondria to the matrix following fertilization to degrade mitochondrial DNA. It acts with maternal autophagy and proteasome machineries to promote PME. Loss of cps-6 delays breakdown of mitochondrial inner membranes, autophagosome enclosure of paternal mitochondria, and PME. Delayed removal of paternal mitochondria causes increased embryonic lethality, demonstrating that PME is important for normal animal development. Thus, CPS-6 functions as a paternal mitochondrial degradation factor during animal development.
?
?眾所周知，人類的遺傳物質除細胞核中的ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）外，還有線粒體ＤＮＡ。一個國際團隊２４日說，他們探清了為什么線粒體ＤＮＡ不能通過父親的精子，而只能通過母親的卵子遺傳給后代。

線粒體是細胞中提供能量的細胞器，被稱作細胞的“能量工廠”。

這項發表在新一期美國《科學》雜志上的研究報告說，當精子與卵子結合成受精卵后，精子中的線粒體會啟動一套自毀機制。如果延遲這套機制發揮作用，那么由受精卵發育而成的胚胎存活可能性降低。

負責研究的科羅拉多大學博爾德分校薛定教授對新華社記者解釋說，父本線粒體存在于精子里，而精子需要線粒體產生大量能量用以在游動中與其他精子競爭。在大負荷的情況下，線粒體產生了很多氧自由基，這些氧自由基能誘導線粒體ＤＮＡ發生突變，所以大自然進化出一套機制將來自父親的線粒體從受精卵中清除掉。

薛定等人發現一種叫CPS-6的酶在清除父本線粒體中發揮重要作用，并利用秀麗隱桿線蟲的精子線粒體進行研究，結果顯示，在精子與卵子結合后，這種酶從父本線粒體的膜間質轉位到線粒體基質里面，后者是線粒體ＤＮＡ所在部位，從而對線粒體ＤＮＡ進行降解、清除。

如果研究人員采取干預措施，讓父本線粒體在發育后期才降解，結果胚胎死亡的可能性增加，這說明父本線粒體的遺傳對進化不利。

研究人員說，線粒體母系遺傳是“一個很基礎也很重要的生物學問題”，他們的研究為這種現象提供了一種解釋機制。
?
新華社華盛頓６月２４日電（記者林小春）