最初，高等细胞的动力源线粒体是独立的生物体。法兰克福歌德大学的研究人员以线粒体应激反应为例，研究了它们的新陈代谢在进化过程中与宿主细胞的新陈代谢混合的程度。他们发现线粒体发出两种不同的生化信号。这些在细胞中一起处理并触发支持机制以恢复细胞平衡(稳态)。这项工作的一部分是在法兰克福歌德大学的 ENABLE 集群计划(现为 EMTHERA)内完成的。
随着生命以最广泛的单细胞生物体的形式在地球上传播，在 3.5 到 10 亿年前的某个时候，一种这样的生物体实现了一场进化政变：它没有吞噬和消化细菌，而是将猎物封装起来，并将其用作能量之源。作为宿主细胞，它提供保护和营养作为回报。这被称为内共生理论，根据该理论，单细胞生物是所有高等细胞的原始母亲，所有动物、真菌和植物都是由这些细胞发展而来的。经过数十亿年的时间，封装的细菌成为细胞的动力源——线粒体，为细胞提供细胞能量货币 ATP。它失去了大部分遗传物质——DNA——并与母细胞交换了更小的DNA片段。然而，
法兰克福歌德大学 Christian Münch 博士领导的研究小组正在研究当今人类细胞中细胞和线粒体协同工作的紧密程度。他们现在已经发现线粒体在面临压力时如何向细胞寻求帮助。例如，这种压力的触发因素可能是感染、炎症性疾病或遗传性疾病，也可能是营养缺乏或细胞毒素。
某种类型的线粒体应激是由错误折叠的蛋白质引起的，这些蛋白质不能快速降解并在线粒体中积累。对于线粒体和细胞来说，后果都是巨大的：例如，错误折叠的蛋白质可能会破坏能量产生或导致形成大量活性氧化合物，从而攻击线粒体 DNA 并产生更多错误折叠的蛋白质。此外，错误折叠的蛋白质会破坏线粒体膜的稳定性，从线粒体中释放信号物质，激活细胞凋亡(细胞的自我毁灭程序)。
线粒体通过产生更多的伴侣(折叠助手)来折叠蛋白质以减少错误折叠，以及降解错误折叠蛋白质的蛋白质粉碎单元来应对压力。到目前为止，细胞如何触发这种保护机制尚不清楚。
法兰克福歌德大学的研究人员人为地引发了培养的人类细胞线粒体中的错误折叠应激，并分析了结果。身为生物化学家的 Münch 解释说：“难以解开此类信号传导过程的原因是，细胞中同时高速发生的信号数量令人难以置信。”因此，研究小组利用了可用于测量基因转录程度随时间变化的方法(转录组分析)。此外，研究人员还观察了哪些蛋白质在哪个时间点彼此结合、细胞内物质的浓度以哪个时间间隔发生变化，以及当单个蛋白质被系统性失活时会产生什么影响。
标签：
免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！