作为远古细菌的直系后代,线粒体一直有点奇怪。现在一项研究表明,线粒体可能比我们想象的还要奇怪。
该项研究的题目为“体细胞核线粒体 DNA 插入在人类大脑中普遍存在,并随着时间的推移在成纤维细胞中积累”,发表在PLOS Biology上。
研究发现,我们脑细胞中的线粒体经常将其 DNA 抛入细胞核,然后 DNA 整合到细胞染色体中。这些插入可能会造成伤害:在这项研究的近 1,200 名参与者中,脑细胞中线粒体 DNA 插入较多的人比插入较少的人更容易早死。
哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院和罗伯特·N·巴特勒哥伦比亚衰老中心的线粒体心理生物学家兼行为医学副教授马丁·皮卡德说:“我们过去认为,DNA 从线粒体转移到人类基因组是一种罕见现象。”皮卡德与密歇根大学的瑞安·米尔斯共同领导了这项研究。
“令人震惊的是,这种情况似乎在人的一生中发生了好几次,”皮卡德补充道。“我们在不同的大脑区域发现了大量这样的插入,但在血细胞中却没有发现,这解释了为什么数十项早期分析血液 DNA 的研究都错过了这一现象。”
线粒体DNA的行为类似于病毒
线粒体存在于我们所有的细胞内,但与其他细胞器不同的是,线粒体有自己的 DNA,即一条带有大约三十多个基因的小环状链。线粒体 DNA 是该细胞器祖先的遗留物:大约 15 亿年前,古老的细菌在我们单细胞祖先体内定居。
在过去的几十年里,研究人员发现线粒体DNA偶尔会“跳”出细胞器并进入人类染色体。
米尔斯说:“线粒体 DNA 的行为类似于病毒,它利用基因组中的切口并将自身粘贴进去,或者像被称为逆转录转座子的跳跃基因一样在人类基因组中移动。”
这些插入物被称为核线粒体片段——NUMT(“发音为 new-mites”)——并且已在我们的染色体中积累了数百万年。