發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)細(xì)胞強(qiáng)大的關(guān)鍵
衰老,神經(jīng)退行性疾病和代謝疾病都與線粒體有關(guān),線粒體是我們細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)能并維持自身DNA的結(jié)構(gòu)。加州大學(xué)戴維斯分校的科學(xué)家們?cè)谝豁?xiàng)具有深遠(yuǎn)影響的基礎(chǔ)研究中,現(xiàn)在展示了細(xì)胞如何控制線粒體中的DNA合成并將其與線粒體分裂相結(jié)合。
這項(xiàng)工作于7月15日發(fā)表在“ 科學(xué) ”雜志上。“這對(duì)人類疾病具有非常深遠(yuǎn)的影響,”加州大學(xué)戴維斯分校和分子與細(xì)胞生物學(xué)教授,該論文的資深作者Jodi Nunnari說(shuō)。
線粒體從遙遠(yuǎn)的過(guò)去保留了自己的DNA,當(dāng)時(shí)它們是一種細(xì)菌,它進(jìn)入其他細(xì)胞而從未離開(kāi)過(guò)。植物,動(dòng)物和真菌中的所有真核細(xì)胞都含有線粒體,這些線粒體允許呼吸氧氣的生物從呼吸中獲得能量。
在人體細(xì)胞中,線粒體是細(xì)長(zhǎng)的,蛇形管,其單個(gè)染色體點(diǎn)綴著數(shù)百到數(shù)千個(gè)拷貝,包裝在稱為類核的結(jié)構(gòu)中。雖然細(xì)胞核中的DNA來(lái)自雙親,但您的線粒體DNA僅來(lái)自您的母親。
Nunnari說(shuō),雖然細(xì)胞核中DNA的分裂受到嚴(yán)格控制,但線粒體DNA的合成和分裂“更加輕松”。
細(xì)胞如何決定線粒體DNA的所有拷貝應(yīng)該去哪里?他們的分工是如何組織的,如果是的話?
聯(lián)絡(luò)點(diǎn)至關(guān)重要
博士后研究員Samantha Lewis和本科生Lauren Uchiyama一起使用顯微鏡檢查熒光染料來(lái)識(shí)別線粒體及其染色體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng),這是一種遍布細(xì)胞的管網(wǎng)。
他們發(fā)現(xiàn),線粒體染色體的分裂位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)接觸線粒體外部的點(diǎn)。這些也成為線粒體分為兩個(gè)后代的點(diǎn),這個(gè)過(guò)程需要在細(xì)胞器周圍擠出一種蛋白質(zhì)套管,直到它分裂為止。
“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體接觸,它們接觸的位置是它們分開(kāi)的地方,”Nunnari說(shuō)。
Nunnari說(shuō),兩個(gè)細(xì)胞器之間的接觸“許可”線粒體DNA復(fù)制和分裂。這種DNA分裂又在空間上與線粒體自身的分裂以及細(xì)胞周圍的子DNA分布相耦合。
“細(xì)胞周圍有數(shù)百個(gè)接觸點(diǎn),決定分裂發(fā)生的位置以及線粒體的分布情況,但分裂優(yōu)先發(fā)生在線粒體DNA被復(fù)制的接觸子集中”Nunnari說(shuō)。“這顯示出更高的秩序,它不僅僅是隨機(jī)的。”
該發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解細(xì)胞功能,衰老和廣泛的疾病具有廣泛的意義。Nunnari指出,它完全源于基礎(chǔ)研究。
“我們沒(méi)有通過(guò)研究任何特定的疾病來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),這是基于發(fā)現(xiàn)的研究,”她說(shuō)。“但這將極大地影響人類健康。”
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