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      揭開細胞能量的秘密
      
			
      
				2019-03-26 10:03:16
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      身體所做的一切 - 你的大腦思考，心臟跳動，細胞生長 - 需要能量。因此，能源生產中斷可能導致各種疾病，這一點也就不足為奇了。為了解決這個共同點，格拉德斯通研究所和加州大學舊金山分校(UCSF)的科學家團隊由醫(yī)學博士Ken Nakamura領導，轉向生產細胞能量的分子動力植物，稱為線粒體。
      

      揭開細胞能量的秘密
      

      線粒體將飲食中的能量(糖，脂肪)轉化為ATP(三磷酸腺苷)分子。然后細胞使用攜帶能量的ATP分子來為其功能提供動力。
      

      在PLOS Biology上發(fā)表的一項新研究中，研究人員利用創(chuàng)新技術生成了第一個大規(guī)模的基因列表，這些基因控制著ATP分子中存儲的細胞能量的產生。他們的研究結果可以更好地了解對制造細胞能量至關重要的途徑，并可以確定新的藥物靶點。
      

      當細胞不能維持足夠的ATP水平時，能量衰竭可能導致或導致疾病，包括線粒體疾病，心臟病，中風和神經退行性疾病。最需要能量的器官 - 大腦，心臟和肌肉 - 特別容易受到能量衰竭的影響，能量衰竭可能在幾十年內逐漸發(fā)展，例如在阿爾茨海默病和帕金森病等神經退行性疾病中。
      

      “盡管ATP對于我們的細胞起作用很重要，但我們對這種分子的水平如何被調節(jié)以及哪個基因參與該過程非常了解，”Gladstone的研究員和新研究的資深作者Nakamura說。“因此，很少有療法可以解決細胞中常見的能量問題。”
      

      到目前為止，科學家們缺乏表征能量調節(jié)基因所需的研究工具。在這項新研究中，Nakamura和他的團隊首次結合了兩項創(chuàng)新技術，以確定可能影響單個細胞內ATP水平的基因。
      

      首先，研究人員使用CRISPR基因組靶向技術來關閉基因，在每個細胞中一次抑制一個基因。接下來，他們使用檢測ATP水平的篩選工具對細胞進行分類。通過這種方式，他們發(fā)現了哪些基因可以增加或減少細胞中的ATP水平。
      

      在對2,200多個基因進行測試后，他們將該列表縮小到156個最有效影響ATP水平的基因。
      

      “我們發(fā)現一些基因對細胞維持健康的ATP水平特別重要，”該研究的第一作者，醫(yī)學博士，博士，加州大學舊金山分校兒科助理教授，專門研究導致新陳代謝的基因突變。疾病。“這些關鍵節(jié)點已經被懷疑，但從未被廣泛證實。我們還發(fā)現了一些以前從未被認為對制造能量很重要的基因。我們的發(fā)現也可能為個性化或精準醫(yī)學的新方法鋪平道路。”
      

      輔酶Q10(輔酶Q10)天然存在于細胞中，有助于線粒體產生能量。它也是可用于治療線粒體疾病患者的少數幾種藥物之一。然而，這種療法僅在一小部分患者中有效，因此研究人員試圖確定哪種突變對該藥物反應最敏感。
      

      Nakamura及其同事證明了哪些ATP調節(jié)基因受CoQ10影響，并相信他們的方法可以讓他們找出哪些患者可能對這種或其他能量相關療法反應最敏感。
      

      調節(jié)ATP水平也是治療癌癥的有希望的治療途徑，因為某些癌細胞具有過多的能量，這使得它們能夠以不受控制的方式生長。在這項研究中，科學家表明，關閉一種特定的能量調節(jié)基因可以阻止腫瘤細胞的生長。
      

      “我們開發(fā)的篩查方法具有相當大的臨床翻譯潛力，”Nakamura說，他也是加州大學舊金山分校神經病學副教授。“它將幫助我們闡明異常能量代謝在各種疾病中的作用，并可能最終幫助我們設計出治療這些挑戰(zhàn)性疾病的新策略。”
      
			

			
        
      
			
      
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