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摘要：研究人員報告說，線粒體依賴于一種新發(fā)現(xiàn)的循環(huán)機制。
病童醫(yī)院(SickKids)的研究人員報告說，線粒體修復依賴于一種新發(fā)現(xiàn)的循環(huán)機制。他們的研究表明，線粒體可以回收局部損傷，去除被稱為嵴的受損褶皺，嵴中含有產(chǎn)生能量所需的蛋白質(zhì)和分子。研究人員認為，這種機制可以為線粒體功能障礙的診斷和治療提供未來的目標，包括感染、脂肪肝、衰老、神經(jīng)退行性疾病和癌癥。
該研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上，題為《溶酶體驅(qū)動線粒體內(nèi)膜的碎片去除》。
圖1 溶酶體驅(qū)動線粒體內(nèi)膜的逐步去除
“線粒體膜定義了不同的結(jié)構(gòu)和功能區(qū)隔，”研究人員寫道。線粒體內(nèi)膜嵴(IMM)作為獨立的生物能量單位，經(jīng)歷快速和短暫的重塑，但這種分隔組織的意義尚不清楚。利用超分辨率顯微鏡，我們發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下形成的胞質(zhì)IMM囊泡，沒有線粒體外膜或線粒體基質(zhì)。這些來源于線粒體外膜的囊泡(VDIM)是由線粒體外膜上電壓依賴性陰離子通道1形成的孔形成的?；罴毎上耧@示，靠近線粒體的溶酶體吞噬了疝出的IMM，并在運輸機械所需的內(nèi)體分選復合體的幫助下，導致VDIM在微自噬樣過程中形成，保留了細胞器的其余部分?！?/div>
圖2 胞漿IMM衍生的囊泡缺乏基質(zhì)和OMM
“我們的研究首(空)次表明，線粒體能夠回收局部損傷，去除受損的嵴，然后正常運作，”Nicola Jones醫(yī)學博士解釋說，她是SickKids細胞生物學項目的主治醫(yī)師和資深科學家，也是這項研究的負責人。
除了對保持線粒體健康至關重要外，研究小組認為，這種機制可以為線粒體功能障礙的診斷和治療提供未來的目標，包括感染、脂肪肝、衰老、神經(jīng)退行性疾病和癌癥。
在細胞中，一種叫做溶酶體的結(jié)構(gòu)就像回收中心一樣，可以消化不同種類的分子物質(zhì)。瓊斯實驗室的博士后研究員、論文的第一作者Akriti Prashar博士利用SickKids成像設施的顯微鏡發(fā)現(xiàn)，線粒體受損的嵴可以擠過外膜，讓溶酶體直接吞噬并成功分解。
圖2 胞漿IMM衍生的囊泡缺乏基質(zhì)和OMM
研究人員將這一過程命名為VDIM形成，這代表了線粒體內(nèi)膜產(chǎn)生的囊泡。通過VDIM去除受損的嵴，細胞可以防止傷害擴散到線粒體的其余部分和整個細胞。Prashar說:“我們相信VDIM可能是一種保護細胞免受影響線粒體的健康狀況的方法，比如癌癥和神經(jīng)變性?！?/div>
包括弗朗西斯克里克研究所和約翰霍普金斯大學的科學家在內(nèi)的研究小組發(fā)現(xiàn)，形成VDIM涉及幾個步驟和分子。首先，受損的嵴釋放一個信號，激活附近溶酶體上的一個通道，允許鈣從溶酶體流出。然后，鈣激活線粒體外膜上的另一個通道，形成一個孔，允許受損的嵴從線粒體中擠出，進入溶酶體，溶酶體消化受損的物質(zhì)——這是以前從未見過的。通過循環(huán)利用受損的染色體，線粒體可以繼續(xù)其正常功能。
Prashar補充說:“了解這個過程可以讓我們了解線粒體是如何保持健康的，這對每個人的整體健康和長壽都很重要?！?/div>
研究人員希望探索改變VDIM的形成如何改善癥狀，甚至預防由線粒體表現(xiàn)不佳或受損引起的健康狀況。
參考資料
[1] Lysosomes drive the piecemeal removal of mitochondrial inner membrane
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