多篇文章聚焦线粒体重要研究成果!

本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同解读科学家们在线粒体研究领域取得的新进展，分享给大家！

图片来源：CC0 Public Domain

【1】

doi：10.1038/s41588-019-0557-x

近日，一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中，来自德克萨斯大学安德森癌症中心等机构的科学家们对细胞的能量工程—线粒体进行了深入研究，由于线粒体在肿瘤发生中扮演着关键角色，因此深入研究线粒体的基因组对于揭示发生机制及开发新型疗法至关重要。

研究者Han Liang表示，这项研究为将线粒体生物学研究转化到临床应用中奠定了基础，我们的分析提供了线粒体基因组最确定的突变蓝图，并确定了多个高度突变的状况，这种截断突变（truncated mutations）在肾脏癌症、结直肠癌和甲状腺癌中会明显富集，这就提示，激活特殊的信号通路或会带来致癌影响。

【2】反应

doi：10.1126/science.aav4011

免疫系统利用它的线粒体自我刺激针对感染的先天性反应和适应性反应。活性氧（ROS）、具有免疫原性的线粒体DNA (mtDNA)甚至整个线粒体都在一个微妙的平衡中局部动员起来，从而产生炎性作用的热点。当这些过程的正常限制性反馈受到破坏时，有害的反应常常就会出现。

免疫系统不正常的一个常见迹象是血液中存在抗线粒体抗体（antimitochondrial antibody， AMA）。比如，在系统性（SLE）中，可以发现靶向多个线粒体区室的AMA。一些AMA靶向通常在线粒体外膜中发现的蛋白，而另一些AMA靶向mtDNA。由此自然产生的一个问题是鉴于mtDNA在正常情形下位于线粒体基质内部，那么免疫系统如何发现从线粒体中释放出来的mtDNA。

针对这个问题，来自美国国家心肺血液研究所等研究机构的研究人员在一项新的研究中发现释放出来的mtDNA可以导致狼疮。简而言之，当线粒体以多种方式遭受应激时，mtDNA会断裂成碎片，然后与线粒体外膜中的电压依赖性阴离子通道（VDAC）结合。这导致多个VDAC单体聚集在一起并在它们的中间形成一个间孔（meta-pore），mtDNA可以通过该间孔逸出。一旦进入细胞质，各种非特异性传感蛋白，包括针对单链DNA的Toll受体和针对双链DNA的GAS-STING途径，就会触发成熟的I型干扰素（IFN）反应，相关研究结果近期发表在Science期刊上。

【3】

doi：10.1016/j.celrep.2019.09.063

剧烈的活动（例如马拉松）会使我们的肌肉变得疲劳，酸痛甚至受损。随着时间的流逝，我们的肌肉纤维会通过复杂的细胞过程得到自我修复。最近，托马斯·杰斐逊大学的MitoCare中心与华盛顿儿童国家卫生系统医学研究中心合作进行的新研究已经确定，线粒体中的蛋白质MICU1是所有细胞的“动力源”，它在维持肌肉大小和功能以及修复受损的肌肉纤维方面如何发挥关键作用。这些发现指出了MICU1在神经肌肉疾病中的潜在作用，该研究发表在近日的Cell Reports杂志上。

我们肌肉的收缩和松弛取决于每条肌肉纤维中钙离子的平衡。这些钙中的一部分被线粒体吸收，用于促进新陈代谢并产生能量，而蛋白质MICU1充当线粒体中钙摄取的主要调节剂。研究者表示，通过MICU1控制钙的运输有助于协调肌肉纤维及其内部的线粒体的功能。这种连接的中断会阻止线粒体与肌肉之间的正常交流，从而使肌肉更容易受到损害，无法施加太大的压力。

【4】

doi：10.1016/j.molcel.2019.09.026

细胞需要线粒体来利用食物中储存的能量，线粒体维持功能所需要的大部分蛋白质都是在细胞核中被编码的，并且当这些蛋白质在胞质中被合成后运输到线粒体中，而特殊的信号序列能促进蛋白质进入到线粒体中，一旦蛋白质抵达线粒体，信号序列就会被移除，目前研究人员并不清楚移除信号序列的重要性，同时他们也不清楚为何该环节出现错误会引发一系列疾病，比如心脏或大脑疾病等。

近日，一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中，来自德国弗莱堡大学等机构的科学家们通过研究发现，移除信号序列过程如果发生错误就会引发蛋白质的积累，从而使其在线粒体中不断积累，蛋白质在线粒体中的积累会促进线粒体停止工作，然而所有细胞都需要线粒体的活性来维持生存。

【5】

doi：10.1038/s41586-019-1667-4

一个编码腺嘌呤核苷酸转运蛋白（adenine nucleotide translocator， ANT）的基因中的突变会导致很多疾病，比如心脏病和眼肌无力，但是这些突变如何引发疾病的内在机制尚不清楚。如今，在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员揭示了ANT的令人惊讶的新功能：ANT对于一种称为线粒体自噬（mitophagy）---通过清除受损的线粒体，有助于确保线粒体网络的完整性---的质量控制过程至关重要，并且发现导致这种质量控制系统出现缺陷的ANT突变最终会导致心脏病，相关研究结果近期发表在Nature期刊上。