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標題: 粒線體的DNA可以交換？ [打印本頁]

作者: k6305791130 時間: 2015-1-10 09:06 AM 標題: 粒線體的DNA可以交換？

從國中或是國小的生物開始，我們就知道粒線體是細胞的發電廠，有自己的DNA（下圖的4）位於內膜（inner membrane）所圍起來的空間（基質，稱為matrix）裡。

粒線體以二分裂法（fission）繁殖，但是在細胞中兩個（或更多）的粒線體也可以融合，形成長管狀的粒線體網絡（mitochondrial network）[1]。不過，不管是單獨的粒線體，或是粒線體網絡，大約很少有人想到：粒線體之間是否存在著DNA交換的問題？甚或是，細胞與細胞之間是否能交換粒線體DNA？

我們知道原核生物可以把體外的DNA吸收進來，成為自己的一部份，造成自己的性狀改變；這個過程稱為「轉型」（transformation），由Frederick Griffith在1928年於肺炎雙球菌（Streptococcus pneumoniae）的實驗裡觀察到。後來我們也知道，原核生物利用這個天賦來互通有無；尤其是在抗藥性基因。但是其他的DNA能交換嗎？對於細菌來說，還可以經過性毛（sex pili）來交換一部份的基因體DNA；就是這樣而已。

不過，在2015年1月發表於細胞代謝（Cell Metabolism）期刊上的一篇研究[2]，足以讓我們重新想想「有規則就有例外」這句話。

紐西蘭的馬拉甘醫學研究所（Malaghan Institute of Medical Research）的研究團隊，在研究小鼠的乳癌時，意外地發現：癌症細胞在缺乏粒線體DNA的狀況下，可以從周圍健康的宿主細胞中獲取粒線體DNA。

研究團隊將沒有粒線體DNA的小鼠乳癌細胞，注入健康的小鼠體內。由於這些細胞缺乏粒線體DNA，造成粒線體功能極度不良，只能依靠醣解作用（glycolysis）來產生能量，理論上應該會長得很慢才是。

但是，大約在一個月以後，研究團隊不僅看到原先注入癌細胞的部位長出了癌症，也在血液以及肺部發現了乳癌細胞。原先他們以為，這些癌細胞學會了如何在沒有粒線體的狀況下存活；但是，當他們在同事的建議下，測定這些跑到血液以及肺部的乳癌細胞的粒線體DNA時，卻發現：這些癌細胞裡面，有粒線體DNA的存在。而且，連位在注入部位的癌細胞（原位癌），都發現了粒線體DNA的存在。獲取粒線體DNA，使得這些癌細胞重新獲得進行細胞呼吸作用的能力。

研究團隊發現，這些癌細胞進行細胞呼吸作用的能力，與他們的「轉移程度」（筆者不大確定這個詞）有相關：原位癌最少，其次是血液中的癌細胞；而轉移到肺部的癌細胞，進行細胞呼吸作用的能力最好（雖然還不及原來的細胞）。

這個發現，除了讓我們認識到，原來真核細胞也可以交換粒線體DNA之外，另外也讓我們了解，原來癌細胞可以經由健康的宿主細胞獲取DNA之後，重新獲得快速生長以及轉移的能力。當然，小鼠與人之間容或有差異，但如果人的癌細胞也經由類似的機制獲取轉移的能力，未來可以針對這個機制，研發新的抗癌藥物。

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