研究人员阐明了程序化线粒体细胞死亡的过程

采用由石墨烯制成的新型传感器 - 一个原子薄的碳层 - 加州大学欧文分校的研究人员对线粒体中程序性细胞死亡的过程有了新的认识，可能为迫使癌细胞发展的新方法打开了大门。自毁。通过发现细胞如何产生能量的公认范式只有一半是正确的，它们也达到了各种各样的科学累积奖金。

对于自然科学报告中发表的一项研究，UCI 电气工程与计算机科学，生物医学工程，化学工程与材料科学教授Peter Burke 及其团队 - 以及哈佛大学和宾夕法尼亚大学的合作者 - 创建了一个电子学监测线粒体变化的方法，可以指示细胞自我毁灭过程的开始。

每个细胞内都有数百甚至数千个线粒体，每个线粒体都有内膜和外膜。它们被称为细胞的发电厂，它们从碳水化合物和脂肪中代谢能量，以产生细胞可以使用的能量，并将其作为电压存储在其表面。但它们也有次要作用：调节细胞的生命 - 死亡途径。

伯克和他的同事通过能够识别其外膜中蛋白质的抗体，将大约10,000个从细胞中分离出来的纯化线粒体连接到石墨烯传感器上。石墨烯的质量使其能够用作双模传感器; 其卓越的电气灵敏度让研究人员可以测量线粒体周围酸度水平的波动，而其光学透明度使荧光染料能够用于染色和可视化线粒体内膜的电压。

这种测量酸度水平和膜电压的能力独立地得出两个重要结论。研究人员首次表明，负责不同功能的线粒体的内膜和外膜与彼此的过程相关联; 第二，他们确定了两个独立且独立的电化学梯度，其中只有一个被认为存在。

一个位于内膜和外膜之间的空间中，而另一个位于内膜的折叠袋中。这一发现改变了对化学营养素转化为电能的科学理解，使电生物中的细胞能够发挥作用。

更重要的是，研究人员可能将这两种电化学梯度与细胞凋亡或程序性细胞死亡的调节联系起来，注意到线粒体功能的变化可以影响生死决策途径。“这表明能量与细胞凋亡之间存在关联，”伯克说。

他补充说：“了解细胞凋亡的线粒体途径对于操纵包括癌症在内的各种疾病非常重要。我们已经创建了一种新的系统来评估哺乳动物线粒体的功能变化，但仍有一些悬而未决的问题。石墨烯传感器告诉我们[很多]但是，如果我们要消灭疾病，我们需要开发更好的工具来研究细胞如何处理这些生命/死亡决定。我们需要能够看到这些纳米级结构的内部真正理解它们。“