線粒體 (mitochondrion) 是大部份生物的「能量發電廠」——這些直徑只有 0.5-10 微米的細胞器專門供應能源予細胞運作，亦會合成如鐵、硫等的微量原素。科學家相信，沒有線粒體，地球上所有複雜生命體都不會出現。

線粒體基因和其他細胞有點不同，反而和細菌較相似，靠不斷自我複製繁殖，因此基因改變相對少，其基因基本上只會源於母親，父系基因從受精卵上完全被破壞，不會遺傳到下一代。

不過，上周刊於《美國國家科學院院刊 (PNAS)》報告指，從美國三個不同家庭的多個成員身上發現非常罕見基因突變，擾亂平常阻止父系線粒體傳到後代之機制，致令這些成員的線粒體同時擁有父母二人的基因。

早在 2002 年，已有學者首次於一個 28 歲男人身上發現擁有來自雙親的線粒體，但當時不少學者質疑發現的真偽。而負責是次研究的美國辛辛那堤兒童醫院醫學中心團隊，則在 17 人身上發現同樣情況。

第一個被發現遺傳到雙親線粒體兒童，本身出現疲勞與肌肉疼痛症狀，團隊懷疑這與其體內線粒體基因突變有關，因而展開調查。結果確認其線粒體來自父母雙方，父系線粒體則在兒童體內出現新的突變。

在進一步調查，團隊發現該家族其他成員的每個細胞，也含來自雙親的線粒體。其後，團隊研究了其他一些患有線粒體疾病的患者，並發現另兩個家庭同樣有類似基因突變。

英國倫敦大學學院生物化學家 Nick Lane 的團隊去年曾發表報告，指所有生物的線粒體出現「父系洩漏 (paternal leakage) 」應相對普遍，但現時學界卻未有找到更多相關案例。

Lane 在該報告中指，這是因為有兩種互相矛盾的演化力量正在角力：在短期內，混合雙親基因的線粒體可能對個體有益，因為父系線粒體可彌補母體線粒體中的有害突變；從長遠來看，來自雙親的基因會削弱「演化」本身可消除隱藏有害突變的能力。

Lane 團隊亦提出假設指，在演化過程中，這類機制曾反覆在生物出現消失，然後再次被發展出來，因此才有多種極度類似不同機制確保後代僅遺傳母系線粒體。

線粒體 DNA 是細胞中最常見的 DNA ，因而被廣泛用於基因研究之上，例如了解人類演化史。如果後代遺傳父系線粒體的情況比想像中普遍，將會改寫過去部份基因研究結論，不過現時研究仍顯示，父系線粒體遺傳相當罕見。

來源：
New Scientist, Some rare fathers pass on an extra kind of DNA to their children, 26 November 2018

報告：
Luo, S.Y., Valencia, A., Zhang, J.L., Lee, N.C. & et al. (2018). Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans. PNAS 201810946. DOI:10.1073/pnas.1810946115

文／Alan Chiu 、審核／Edward Ho