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      我們的線粒體是否在50攝氏度下運行
      
			
      
				2019-04-29 11:13:42
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      我們的體溫保持在相當穩(wěn)定的37.5°C，我們的假設一直是我們的大部分生理過程都是在這個溫度下進行的。在較冷的環(huán)境中維持這種溫度所需的熱量是由稱為線粒體的微小亞細胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。但是1月25日在INSERM和CNRS研究人員在巴黎HôpitalRobertDebré領導的開放獲取期刊PLOS Biology上發(fā)表的一項新研究，由Pierre Rustin博士(及其來自芬蘭，韓國，黎巴嫩和德國的國際合作者)領導，提供了令人驚訝的證據(jù)，即線粒體比人體的整體溫度溫度高10°C以上，確實經(jīng)過優(yōu)化。由于這些索賠的特殊性，PLOS Biology倫敦大學學院的尼克萊恩教授是一位進化生物能學專家。
      

      我們的線粒體是否在50攝氏度下運行
      

      為了確保穩(wěn)定的內(nèi)部溫度，人體利用食物消耗的最后階段產(chǎn)生的熱量：稱為線粒體的結(jié)構(gòu)中的營養(yǎng)物燃燒，其中每個細胞中有數(shù)十或數(shù)百個。線粒體在細胞內(nèi)形成復雜的網(wǎng)絡，其內(nèi)容物通過兩個膜與細胞的其余部分分離。在其內(nèi)部發(fā)生了大量的生物催化化學反應;它們釋放的能量的40%以化學化合物ATP的形式被捕獲，ATP用于驅(qū)動身體的功能，例如心跳，大腦活動或肌肉收縮。然而，剩余的60%作為熱量消散。
      

      作者的結(jié)果似乎表明，在將我們的身體保持在37.5°C的恒定溫度下，線粒體的運行方式與隔熱性差的房間中的恒溫散熱器非常相似，其運行溫度遠高于周圍環(huán)境。
      

      通過使用熒光對溫度特別敏感的化學探針使這項工作成為可能。當將這種“分子溫度計”(Mito Thermo Yellow)引入線粒體的心臟時，它們能夠表現(xiàn)出約50℃的穩(wěn)定溫度。具體而言，探針的熒光表明，只要線粒體有功能，活體和完整細胞中線粒體的溫度(自身置于保持在38°C的培養(yǎng)基中)高出10°C以上。當線粒體通過各種方式滅活時，該高溫被廢除。研究人員還發(fā)現(xiàn)，幾種人類線粒體酶的最佳溫度接近50°C，這有助于支持他們對分子溫度計數(shù)據(jù)的解釋。
      

      Nick Lane沒有參與這項研究，但幫助期刊評估手稿，發(fā)現(xiàn)結(jié)果可能令人興奮，但警告說還需要做進一步的工作。在他的隨行入門書中，他說：“這是一個激進的主張，如果確實如此，我們怎么會在很久以前就不知道這么重要的東西呢?”
      

      Lane詢問了關于Mito Thermo Yellow探針的一系列問題，關于作者解釋所暗示的極端溫度梯度的合理性，以及在這種微觀尺度上“溫度”概念的含義。“在我們得出關于'溫度'的任何確切結(jié)論之前，我們需要更多地了解Mito Thermo Yellow的特定行為及其在線粒體內(nèi)的確切位置。與此同時，我懷疑10°C溫差應該從字面上理解。但應該認真對待。“
      

      作者承認線粒體內(nèi)微空間核心的這些高溫是意料之外的，但強調(diào)這一啟示應該導致我們對線粒體功能及其在細胞中的作用的看法的重新評估。“我們對線粒體，酶的活性，膜的滲透性，損害其活性的遺傳缺陷的后果，毒素或藥物的影響的大部分知識都建立在37.5°C;溫度為人體，當然，但顯然不是線粒體，“他們說。
      

      “熱量在生物學方面已經(jīng)不再流行。無論所有這些想法是否正確，細胞內(nèi)線粒體的分布和發(fā)熱都應該更加認真。這些研究人員將這一重要課題帶回中心舞臺，這正是它應該是，“萊恩總結(jié)道。
      
			

			
        
      
			
      
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