關(guān)于活細(xì)胞如何產(chǎn)生能量的革命性新觀點(diǎn)
西澳大利亞大學(xué)和哈里珀金斯醫(yī)學(xué)研究所的研究人員對(duì)制造能量的細(xì)胞中生物“工廠”的原子結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了基本發(fā)現(xiàn),為工廠內(nèi)的“機(jī)器”提供了新的手段。用于藥物治療。
就像汽車需要化石燃料為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力一樣,構(gòu)成我們身體的活細(xì)胞也將食物作為燃料來源。為了利用食物中的能量,我們體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都含有微觀生物機(jī)器,稱為線粒體,將食物分子轉(zhuǎn)化為能量。
雖然在科學(xué)界之外并不廣為人知,但線粒體對(duì)于生命至關(guān)重要,并且是電影“星球大戰(zhàn):幻影威脅”中特寫的“midchlorians”細(xì)胞中力敏感粒子的靈感。
這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的“自然”雜志上,由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Nenad Ban教授領(lǐng)導(dǎo),與西澳大學(xué)分子科學(xué)學(xué)院和哈里帕金斯醫(yī)學(xué)研究所的研究人員合作:副主席亞歷山德拉·菲利波夫斯卡,線粒體醫(yī)學(xué)和生物學(xué)系主任, Oliver Rackham副教授,合成生物學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)主管及其博士。學(xué)生Richard Lee。
Filipovska教授說,線粒體是在所有真核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的微觀能量產(chǎn)生工廠,或者是包含在膜內(nèi)的細(xì)胞核的細(xì)胞,代表了沒有顯微鏡可見的所有生命形式。
“線粒體含有一組基因,用于制造能夠使線粒體產(chǎn)生能量的關(guān)鍵蛋白質(zhì)構(gòu)建模塊,”她說。
“這些蛋白質(zhì)對(duì)于能量產(chǎn)生至關(guān)重要,但對(duì)它們是如何制造的知之甚少。最近發(fā)現(xiàn)制造這些蛋白質(zhì)(線粒體核糖體)的機(jī)器的原子結(jié)構(gòu)已經(jīng)揭示了它們是如何制造的。
“令人驚訝的是,這臺(tái)機(jī)器阻止自己制造蛋白質(zhì),直到它準(zhǔn)確地位于線粒體內(nèi)需要這些蛋白質(zhì)的地方。這是非常不尋常的,以前在自然界中找不到。”
Filipovska教授表示,除了提供一種新的方法來針對(duì)藥物治療這種分子機(jī)器,該發(fā)現(xiàn)還證明了尖端技術(shù)的力量,揭示了生命系統(tǒng)如何在不同的能量需求下進(jìn)化。
“線粒體功能的缺陷是許多常見疾病的基礎(chǔ),如神經(jīng)退行性疾病,代謝和心臟病,癌癥,糖尿病和衰老,”她說。
“因此,分子發(fā)現(xiàn)提供了急需的知識(shí),使我們能夠?qū)崿F(xiàn)疾病治療和藥物發(fā)現(xiàn)的跨越。”
菲利波夫斯卡教授說,下一步是深入研究線粒體核糖體的作用,以了解其缺陷如何導(dǎo)致疾病。
“我們正在研究開發(fā)疾病模型以研究這些缺陷。我們正在使用我們的模型篩選能夠選擇性地挽救蛋白質(zhì)合成和能量產(chǎn)生缺陷的藥物。”
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