新方法能够对线粒体代谢物进行绝对定量

怀特黑德研究所的科学家已经开发出一种快速分离和系统测量被称为线粒体的细胞器内代谢物浓度的方法，通常被称为“细胞的发电站”。此类测量的先前尝试已经产生不可靠的结果，或者通过花费太长时间来分离线粒体或者通过用来自其他细胞组分的内容物污染线粒体代谢物。

“这种新方法的优势在于它提供了速度和特异性两者的结合，”怀特黑德成员大卫萨巴蒂尼说，他也是霍华德休斯医学研究所的研究员和麻省理工学院的生物学教授。“我们对在体内和其他细胞器如溶酶体中应用这种工作流程感到非常兴奋。”

通过精确控制的化学反应，线粒体以ATP的形式产生能量，并在细胞稳态中发挥关键作用。线粒体功能障碍存在于几种疾病中，包括帕金森病，心血管疾病和线粒体疾病。到目前为止，凝视这些重要细胞器的内部代谢工作一直是挑战，最坏的情况是不准确。

一种分析线粒体代谢物的常规方法包括使用几轮离心纯化线粒体，这一过程可能需要一个多小时才能完成。怀特黑德成员David Sabatini实验室的研究生Walter Chen表示，研究代谢物时，时间是一个重要问题。

“即使你将样品保持在4摄氏度或0摄氏度以减缓任何反应，你仍然会逐渐使线粒体代谢物分布变形，因为酶仍然存在，转运蛋白也是如此，”Chen说，也是马萨诸塞州综合医院的三年级医学院学生。“随着时间的推移，细胞外的线粒体变得越来越不快乐。”

用于分析线粒体代谢物的另一种常用方法依赖于缩放形式的离心分离线粒体。虽然速度更快，但该方案还会降低非线粒体材料和其他细胞器，从而扭曲真正的线粒体信号与来自线粒体外源的代谢物。

为了减少分离线粒体和提高代谢物分析准确性所需的时间，陈采取了完全不同的快速免疫纯化方法。他用表位标签涂覆线粒体外部，并添加了特异于标签的抗体覆盖的微小珠子。通过锁定标签，抗体将线粒体与珠子连接起来，使陈能够轻易地分离线粒体，打开它们，并在10分钟内停止所有酶活性。根据他的分析，这种更快的方法可以产生更好地反映活细胞内实际线粒体代谢物水平的结果。陈的作品在Cell杂志中有所描述。

“从我们迄今为止的数据来看，使用这种方法分析线粒体肯定会比使用传统方法分析整个细胞所获得的分辨率更高，”陈说，他是Cell论文的合着者。“在体内方面，我认为这将是非常强大的，这是我最兴奋的事情。但我已经可以看到，这可以引导人们走向新的和有趣的方向。”

陈说这种方法可能是非常通用的，可用于分析其他细胞器的代谢物含量，并比较受线粒体功能障碍影响的细胞中的线粒体 - 如帕金森病所致的神经元 - 正常细胞或其他看似不受疾病影响的细胞类型。