Cell子刊打破教科书的发现 没有线粒体的微生物

  根据已知的科学知识,真核细胞中线粒体(负责呼吸与能量转移的细胞器)是必需的细胞成分。可以把它想象成一个负责转移能量的微型电池,基于此细胞才可以正常工作。

  如今,加拿大与捷克的科学家们发现了一个惊人的现象:一种真核细胞可以在没有线粒体的情况下存活。这一发现彻底打破了我们以往对细胞的认识,换句话说,生命远比我们想象的要灵活得多。

  "一直以来,线粒体被认为是真核生物细胞中不可或缺的部分,也是真核细胞进化上的里程碑式的标志",该研究组的领头人,来自不列颠哥伦比亚大学的Anna Karnkowska说道。

  这个奇特的微生物分离自宠物的皮毛样本。通过基因组测序,研究者们发现该微生物缺少可以编码线粒体蛋白质的基因。"这令我们感到意外",研究者之一Karnkowska说道:"理论上这样的生物是不存在的"。

  从进化角度看,由于该微生物的祖先确实含有线粒体,那么该细胞器有可能是在演化过程中丢失了。

  "这个发现十分有意义,我们知道在没有线粒体的情况下,真核细胞也能够正常生存",来自NCBI的进化生物学家Eugene Koonin说道。

  之前研究者们在在人体肠道寄生虫"贾第鞭毛虫"上似乎发现了相似的结果,他们认为贾第鞭毛虫也缺少线粒体,但实验结果表明该生物细胞中存在类似于线粒体的细胞器。与此不同,新的研究则明确指出,这种叫做"类单边滴虫"的微生物的确可以不依赖线粒体而生存。

  也许是由于宠物的肠道属于缺氧的环境,因此类单边滴虫不得不进化到不依赖这一常规的能量转化器而存活,对此还需要进一步的研究。

  "为了完成这一进化,竟然会导致一种"必需"细胞器的丢失,这的确是教科书中没有提到的现象。"相关结果发表在《Cell current biology》杂志上。

  近年来关于线粒体的研究虽然很多,但对科研人员来说它们仍只是是具有神秘色彩微妙小结构组成的细胞"发电站",虽然大家已经认识到线粒体的功能远远不止这点,但它具体参与哪些以及如何参与细胞功能调节仍非常模糊。

  线粒体在与真核细胞共生之前,就已经经过了漫长的进化史。科研工作者认为它与真核细胞的共生保证了细胞能正常生存、工作。近越老越多的研究发现线粒体在细胞中的作用远远不止"细胞能量站"。它们参与了各种细胞功能调控,与很多人类疾病存在着莫大的联系。包括细胞信号传导、代谢、自噬、衰老和肿瘤发生都与线粒体的质量和活性相关。

  近,在Molecular Cell 和Trends in Biochemical Sciences这两个Cell子刊中用专题特稿来强调了线粒体的独特性以及线粒体与细胞众多功能之间的联系。

  所以在生命科学领域,对线粒体的功能研究靶向人类衰老和癌症将会是一个非常热门的领域。

  线粒体质量和活性下降已与人类正常衰老以及衰老相关疾病的发展存在密切的联系。下面是近的5篇讨论了线粒体在人类衰老和癌症的“角色”。

  1:Molecular Cell(2016):The Mitochondrial Basis of Aging

  这一篇综述列举了线粒体功能下降对人类衰老起着推动作用的相关证据。在这篇综述中,作者讨论了线粒体在细胞老化、慢性炎症以及年龄依赖的干细胞活性分别对个体衰老的影响,也讨论了线粒体未正确折叠蛋白反应与细胞自噬之间的调控关系。他们的重点是通过对这些线粒体参与的信号调控通路,反过来有助于延长人类的寿命。

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