发现调节细胞强大的关键

衰老，神经退行性疾病和代谢疾病都与线粒体有关，线粒体是我们细胞内产生化学能并维持自身DNA的结构。加州大学戴维斯分校的科学家们在一项具有深远影响的基础研究中，现在展示了细胞如何控制线粒体中的DNA合成并将其与线粒体分裂相结合。

这项工作于7月15日发表在“ 科学 ”杂志上。“这对人类疾病具有非常深远的影响，”加州大学戴维斯分校和分子与细胞生物学教授，该论文的资深作者Jodi Nunnari说。

线粒体从遥远的过去保留了自己的DNA，当时它们是一种细菌，它进入其他细胞而从未离开过。植物，动物和真菌中的所有真核细胞都含有线粒体，这些线粒体允许呼吸氧气的生物从呼吸中获得能量。

在人体细胞中，线粒体是细长的，蛇形管，其单个染色体点缀着数百到数千个拷贝，包装在称为类核的结构中。虽然细胞核中的DNA来自双亲，但您的线粒体DNA仅来自您的母亲。

Nunnari说，虽然细胞核中DNA的分裂受到严格控制，但线粒体DNA的合成和分裂“更加轻松”。

细胞如何决定线粒体DNA的所有拷贝应该去哪里?他们的分工是如何组织的，如果是的话?

联络点至关重要

博士后研究员Samantha Lewis和本科生Lauren Uchiyama一起使用显微镜检查荧光染料来识别线粒体及其染色体和内质网，这是一种遍布细胞的管网。

他们发现，线粒体染色体的分裂位于内质网接触线粒体外部的点。这些也成为线粒体分为两个后代的点，这个过程需要在细胞器周围挤出一种蛋白质套管，直到它分裂为止。

“内质网与线粒体接触，它们接触的位置是它们分开的地方，”Nunnari说。

Nunnari说，两个细胞器之间的接触“许可”线粒体DNA复制和分裂。这种DNA分裂又在空间上与线粒体自身的分裂以及细胞周围的子DNA分布相耦合。

“细胞周围有数百个接触点，决定分裂发生的位置以及线粒体的分布情况，但分裂优先发生在线粒体DNA被复制的接触子集中”Nunnari说。“这显示出更高的秩序，它不仅仅是随机的。”

该发现对于理解细胞功能，衰老和广泛的疾病具有广泛的意义。Nunnari指出，它完全源于基础研究。

“我们没有通过研究任何特定的疾病来实现这一目标，这是基于发现的研究，”她说。“但这将极大地影响人类健康。”