RNA vs.孟德爾
科學家發現了不符合孟德爾定律的新遺傳模式
撰文╱明克爾（JR Minkel）
翻譯／涂可欣


阿拉伯芥花花瓣黏合的突變（左）在傳到子代時卻消失，花瓣恢復正常（右）。現代生物學的中心教條指出，遺傳資訊透過DNA傳承，經由轉錄成RNA，然後以蛋白質形式表現出來，其中以DNA居於領導地位。但最近有一項令人驚奇的發現：有一種植物能夠召喚回親代植物失去的基因。這項發現凸顯出RNA分子的功能和重要地位，越來越受到科學家重視。
RNA在各種生物分子中，原本就具有特殊的地位。它和DNA一樣能儲存遺傳資訊，也和蛋白質一樣具備複雜的立體形狀，並且能催化化學反應。美國康乃狄格大學的遺傳學家瑞南（Robert Reenan）說：「RNA是把DNA的性能再擴大，它幾乎什麼都可做。」生命剛起源時，可能就是一個「RNA世界」，靠著一群RNA分子來擔任遺傳模版和複製機具的雙重任務。
阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）這種植物，或許能透露生命利用RNA來儲存遺傳資訊的另一種方法。美國普渡大學的羅列（Susan J. Lolle）和普瑞特（Robert E. Pruitt），研究一種花瓣黏合的阿拉伯芥品系，這些植物帶有一對突變的hothead基因，這種突變基因中有一對鹼基與正常的不同。奇怪的是，在這些突變種的子代中，有少數會自動修復好其中一個基因上的突變，恢復成正常版本。即使是繁殖快速的細菌菌落，在統計上也不可能發生這樣的事件。研究人員一一排除了普通的解釋：突變株和正常株之間異花授粉、有另一個隱藏的hothead 基因，或是極高的突變率。
除了修復好突變外，hothead 基因的其他地方也發生了改變，而且所有變化都和該株植物的祖父母或曾祖父母的序列相同，而與它的父母有別。在發表於3月24日《自然》的論文中，兩位研究者指出，這種和祖父母相似的現象，顯示植物帶有備用版本的先祖植物基因組，並透過某些途徑傳承下來。如果他們的看法正確，這樣的隔代遺傳現象繞過了1865年孟德爾提出的遺傳法則。由於研究人員找不到任何DNA參與的證據，他們假設，備用模版可能是雙股RNA（RNA通常都是單股）。美國亞利桑那大學植物學家喬根森（Richard Jorgensen）說：「會猜測為雙股RNA，是因為RNA干擾作用需要雙股RNA，」RNA干擾作用是關閉基因活性的常見方式，「但我們沒有理由說不是DNA分子，也沒有理由一定要是雙股。」
不過RNA確實是一個方便的機制，畢竟科學家已發現了數種透過RNA來修改DNA表現或結構的途徑，也能解釋為什麼生物要製造並不轉譯為蛋白質的神秘RNA。有許多物種，像是阿拉伯芥、稻米、小鼠和人類，都會從「錯誤」的DNA股（也就是負責製造蛋白質DNA序列互補的反義股）複製出大量RNA。加州拉荷雅沙克生物研究院的植物學家艾克（Joseph Ecker）說：「它們可能就是一些模版的來源。」他還補充說，植物有許多酵素能夠複製RNA，也具備在細胞間傳遞化學物質的運輸系統。
普渡大學的研究小組臆測，植物可能有另一套遺傳資訊檔案庫，以備在環境惡劣（例如持續乾旱）時之需，它讓植物能使用曾幫助祖先存續的基因。這種現象和RNA的另一種奇異特性：RNA再編碼有些相似。
研究小組的下一步，是要了解隔代遺傳效應的普遍程度。雖然我們目前並不清楚這種事件的自然發生率，也無法解釋，但這種會自動變回祖先基因的現象，也發生在人類遺傳疾病中。普瑞特相信，這種機制絕對不會僅限於植物：「我們很難想像這麼一般性的事情，不存在於其他生物。」

【本文出自科學人2005年7月號】

這種現象在病毒當中很常見 但是在高等生物 如同顯花植物當中就很少聽說.... 這算是生物界的一大發現哩