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众所周知，人类的遗传物质除细胞核中的DNA外，还有线粒体DNA。线粒体是细胞中提供能量的细胞器，被称为细胞的“能量工厂”。一个国际团队近日揭示了为什么线粒体DNA不能通过父亲的精子，而只能通过母亲的卵子遗传给后代。这项研究发表在新一期《科学》杂志上，为理解线粒体母系遗传的机制提供了重要见解。

当精子与卵子结合形成受精卵后，精子中的线粒体会启动一套自毁机制。如果延迟这套机制发挥作用，由受精卵发育而成的胚胎存活可能性会降低。负责研究的科罗拉多大学博尔德分校薛定教授解释说，父本线粒体存在于精子里，而精子需要线粒体产生大量能量以在游动中与其他精子竞争。在大负荷情况下，线粒体产生大量氧自由基，这些氧自由基能诱导线粒体DNA发生突变。因此，大自然进化出一套机制，将来自父亲的线粒体从受精卵中清除掉。

薛定等人发现，一种名为CPS-6的酶在清除父本线粒体中发挥重要作用。他们利用秀丽隐杆线虫的精子线粒体进行研究，结果显示，在精子与卵子结合后，这种酶从父本线粒体的膜间质转位到线粒体基质中，后者是线粒体DNA所在部位，从而对线粒体DNA进行降解和清除。如果研究人员采取干预措施，让父本线粒体在发育后期才降解，胚胎死亡的可能性增加，这说明父本线粒体的遗传对进化不利。

研究人员指出，线粒体母系遗传是“一个很基础也很重要的生物学问题”，他们的研究为这种现象提供了一种解释机制。这一发现不仅加深了我们对遗传规律的理解，还可能对生殖医学和线粒体疾病的研究产生重要影响。