这是生物学的基本原理之一:我们的DNA来自我们的父母。

但有一个明显的例外让科学家们困惑了几十年:大多数动物，包括人类，都从母亲那里继承了线粒体内的DNA——细胞的能量中心，在精子与卵子结合的那一刻，父亲线粒体基因组的所有痕迹都被破坏了。

10月4日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的一项新研究揭示了这种情况发生的原因，该研究表明，当这一过程失败，父系线粒体进入发育中的胚胎时，可能会导致成年人出现持久的神经、行为和生殖问题。

这项在蛔虫身上进行的研究提供了新的线索，说明是什么导致了一些线粒体疾病，这种疾病阻碍了身体产生能量的能力，大约每5000人中就有一人受到影响。它还提出了一种可能预防或治疗它们的新方法——一种被称为维生素K2的简单维生素。

当电池电量不足时

线粒体通常被描述为细胞电池，它产生三磷酸腺苷(ATP)，这种能量几乎驱动所有细胞功能。

线粒体有自己独特的DNA，通常只从母亲那里遗传。

2016年，薛发表了第一批阐明父系线粒体是如何被消灭的论文之一——通过一种被称为“父系线粒体消除(PME)”的多方面自毁机制，这一过程在蠕虫、啮齿动物和人类身上都有记录。

“对于一个男人来说，听到这可能很丢脸，但这是真的，”薛开玩笑说。“我们的东西是如此不受欢迎，以至于进化设计了多种机制来确保在繁殖过程中被清除。”

一些理论认为，在与数百万其他精子一起穿透卵子后，精子线粒体耗尽，基因受损，如果遗传给后代，在进化上将是灾难性的。

薛和他的团队开始研究当父系线粒体不自我毁灭时会发生什么。

他们研究了秀丽隐杆线虫，这是一种半透明的蠕虫，只有1000个细胞，但发育了神经系统、肠道、肌肉和其他类似于人类的组织。

研究小组无法完全停止蠕虫体内的PME，这证明了这种进化过程是多么有弹性。但他们能够将它推迟大约10个小时。当他们在受精卵中这样做时，会导致ATP显著减少。如果这些蠕虫存活了下来，它们的认知能力会受损，活动会改变，繁殖也会困难。

当研究人员用一种被称为MK-4的维生素K2(最著名的是骨骼健康补充剂)处理这些蠕虫时，它使胚胎中的ATP水平恢复正常，并改善了成虫的记忆、活动和繁殖能力。

对鲜为人知的疾病抱有希望

作者指出，只有少数记录在案的病例，父系线粒体DNA可能在人类成年人中被发现。一篇论文描述了一名28岁的男子呼吸困难，肌肉无力，无法忍受运动。另一份文件记录了三个不相关的多代家庭的17名成员，他们有疲劳、肌肉疼痛、语言迟缓和神经系统症状。

需要对更大的动物进行更多的研究，但薛怀疑在某些情况下，就像蠕虫一样，PME的仅仅延迟可能会加剧难以诊断的人类疾病。

“如果ATP出了问题，它会影响到人类生命周期的每个阶段，”他说。

薛设想有一天，一些有线粒体疾病史的家庭在产前服用维生素K2作为预防措施。这项研究，以及该实验室正在进行的研究，也可能带来诊断或治疗线粒体疾病的新方法。

“我们对很多疾病知之甚少。没有人真正知道发生了什么。这项研究提供了线索。”