RNA vs.孟德尔
科学家发现了不符合孟德尔定律的新遗传模式
撰文╱明克尔（JR Minkel）
翻译／涂可欣


阿拉伯芥花花瓣黏合的突变（左）在传到子代时却消失，花瓣恢复正常（右）。现代生物学的中心教条指出，遗传资讯透过DNA传承，经由转录成RNA，然后以蛋白质形式表现出来，其中以DNA居于领导地位。但最近有一项令人惊奇的发现：有一种植物能够召唤回亲代植物失去的基因。这项发现凸显出RNA分子的功能和重要地位，越来越受到科学家重视。
RNA在各种生物分子中，原本就具有特殊的地位。它和DNA一样能储存遗传资讯，也和蛋白质一样具备复杂的立体形状，并且能催化化学反应。美国康乃狄格大学的遗传学家瑞南（Robert Reenan）说：「RNA是把DNA的性能再扩大，它几乎什么都可做。」生命刚起源时，可能就是一个「RNA世界」，靠着一群RNA分子来担任遗传模版和复制机具的双重任务。
阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）这种植物，或许能透露生命利用RNA来储存遗传资讯的另一种方法。美国普渡大学的罗列（Susan J. Lolle）和普瑞特（Robert E. Pruitt），研究一种花瓣黏合的阿拉伯芥品系，这些植物带有一对突变的hothead基因，这种突变基因中有一对碱基与正常的不同。奇怪的是，在这些突变种的子代中，有少数会自动修复好其中一个基因上的突变，恢复成正常版本。即使是繁殖快速的细菌菌落，在统计上也不可能发生这样的事件。研究人员一一排除了普通的解释：突变株和正常株之间异花授粉、有另一个隐藏的hothead 基因，或是极高的突变率。
除了修复好突变外，hothead 基因的其他地方也发生了改变，而且所有变化都和该株植物的祖父母或曾祖父母的序列相同，而与它的父母有别。在发表于3月24日《自然》的论文中，两位研究者指出，这种和祖父母相似的现象，显示植物带有备用版本的先祖植物基因组，并透过某些途径传承下来。如果他们的看法正确，这样的隔代遗传现象绕过了1865年孟德尔提出的遗传法则。由于研究人员找不到任何DNA参与的证据，他们假设，备用模版可能是双股RNA（RNA通常都是单股）。美国亚利桑那大学植物学家乔根森（Richard Jorgensen）说：「会猜测为双股RNA，是因为RNA干扰作用需要双股RNA，」RNA干扰作用是关闭基因活性的常见方式，「但我们没有理由说不是DNA分子，也没有理由一定要是双股。」
不过RNA确实是一个方便的机制，毕竟科学家已发现了数种透过RNA来修改DNA表现或结构的途径，也能解释为什么生物要制造并不转译为蛋白质的神秘RNA。有许多物种，像是阿拉伯芥、稻米、小鼠和人类，都会从「错误」的DNA股（也就是负责制造蛋白质DNA序列互补的反义股）复制出大量RNA。加州拉荷雅沙克生物研究院的植物学家艾克（Joseph Ecker）说：「它们可能就是一些模版的来源。」他还补充说，植物有许多酵素能够复制RNA，也具备在细胞间传递化学物质的运输系统。
普渡大学的研究小组臆测，植物可能有另一套遗传资讯档案库，以备在环境恶劣（例如持续干旱）时之需，它让植物能使用曾帮助祖先存续的基因。这种现象和RNA的另一种奇异特性：RNA再编码有些相似。
研究小组的下一步，是要了解隔代遗传效应的普遍程度。虽然我们目前并不清楚这种事件的自然发生率，也无法解释，但这种会自动变回祖先基因的现象，也发生在人类遗传疾病中。普瑞特相信，这种机制绝对不会仅限于植物：「我们很难想像这么一般性的事情，不存在于其他生物。」

【本文出自科学人2005年7月号】

这种现象在病毒当中很常见 但是在高等生物 如同显花植物当中就很少听说.... 这算是生物界的一大发现哩