线粒体DNA突变在人及动物世代交替过程中能被主动淘汰吗？

　　线粒体DNA在人及动物的生存过程中会积累更多突变。这些突变与衰老有密切关系。而经过千千万万代的世代延续，除了中性的变异之外，有害突变却没有显著增多。

　　学术界有线粒体DNA突变在卵子发生过程中被“置零”的提法。对于“置零”的过程和机制有一个“线粒体遗传瓶颈”学说。然而，对于这一瓶颈发生在什么时期，以及具体的发生过程或机制，却没有一致的看法。不过，目前的各种解释大都把淘汰有害突变的机制看作是一个被动的过程。也就是说动物通过产生极大量的卵子(卵母细胞)或后代，然后通过“适者生存”的自然淘汰机制，把含有较多有害突变线粒体DNA的个体淘汰掉。这种淘汰机制在那些父母对子女没有任何保护措施的动物物种来说，看似有一定道理。但是，在高等哺乳动物中，父母对子女的保护措施越好，其产子数就越少，留给自然选择淘汰有害突变的机会也就越少。按理说，这类动物(包括人)在经过一些世代之后，种质就会显著下降，最后就会灭亡。由此可想大象和人类的命运也不乐观。大熊猫可能看上去更为典型。

　　但是，我们仔细想一想，大熊猫灭绝的危险，至少在目前看其主要原因还不是它的种质质量的下降，而是环境对其整个物种的威胁。如果保持目前(或一百年前)的环境条件不变，恐怕很少物种会因为产子数量少，在其子代中缺乏大规模的淘汰机制而导致物种的灭绝。本人不大懂进化论，不想讨论进化的问题。

　　我们想说的是，在动物的世代传递过程中，线粒体DNA很可能有某种主动淘汰有害突变的机制。我们在观察动物卵母细胞发生早期线粒体及线粒体云的行为中感觉到线粒体云可能就是动物在每一代卵子发生过程中将含有野生型(或包括中性突变)的DNA的线粒体通过竞争性选择机制与生殖质聚集在一起，共同传递到下一代的生殖细胞中去的一主动选择机制。我们的这一观点发表于Current Genetics, 2010, 56:101-107.

　　我们在学习中，最近又在单细胞生物的遗传过程中得到了新的启发。即：单细胞生物在细胞分裂时几乎都是把老化的大分子(和真核细胞中的细胞器)留在一个子细胞中，而把完好的分子及其他结构分配到另一个子细胞中去。也就是分裂后的两个细胞，一个是mother cell, 另一个是daughter cell。Daughter cell获得全新的生命活力，而mother cell在分裂数十代后就会逐渐老化死去。既然单细胞生物就有这种主动把完好的分子及结构分配到子细胞中去的机制，高等生物就丧失了这种主动机制了吗?高等生物不能主动把完好的分子和细胞器分配到下一代胚胎的生殖细胞中去吗?我们在这方面的知识还很欠缺，还有待进一步加强学习，并衷心盼望同行专家给予指教。谢谢!