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        生物工程師發(fā)現(xiàn)細胞 發(fā)電站 的機制
        
			
        
				2018-12-18 09:28:07
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        州大學洛杉磯分校的生物工程師及其同事已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的觀點，即細胞如何調(diào)節(jié)線粒體的大小，即通過將線粒體切割成更小的單位來提供能量的細胞部分。研究人員寫道，用酵母蛋白證明這一發(fā)現(xiàn)最終可用于幫助解決與線粒體大小調(diào)節(jié)不平衡相關的人類疾病- 例如阿爾茨海默氏癥或帕金森病。此外，由于具有太小或太大的線粒體可能潛在地導致無法治愈的疾病，因此可以想象負責該過程的蛋白質(zhì)可能是未來治療的潛在靶標。
        

        生物工程師發(fā)現(xiàn)細胞 發(fā)電站 的機制
        

        該研究發(fā)表在ACS Central Science，由加州大學洛杉磯分校生物工程學教授Gerard Wong領導，在細胞內(nèi)，線粒體類似于用于制造氣球動物的長氣球。如果線粒體太長，它們就會變得糾結。已知它們的大小主要受兩種蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)，其中一種蛋白質(zhì)將較長的線粒體分解成較小的大小。它們被稱為細胞的“強者”，因為它們將化學能從食物轉化為有助于細胞發(fā)揮其所有功能的形式。
        

        保持線粒體的最佳尺寸對細胞的健康很重要。調(diào)節(jié)蛋白的量不足，稱為Dnm1，導致線粒體變得太長并且纏結。Dnm1過多會導致短線粒體過多。在這兩種情況下，線粒體作為細胞的供應者基本上無效。這種情況可能導致神經(jīng)發(fā)育障礙或神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默氏癥或帕金森氏癥。
        

        為了更好地理解這種機制，研究人員使用他們在2016年開發(fā)的機器學習方法來確切地弄清楚蛋白質(zhì)如何將一個線粒體分解為兩個較小的線粒體。他們還在美國能源部研究機構Stanford Synchrotron Radiation Lightsource使用了一種稱為“同步加速器小角度X射線散射”的強大技術，以了解這些蛋白質(zhì)在此過程中如何使線粒體膜變形。
        

        在這項研究之前，人們認為這些蛋白質(zhì)包裹著線粒體，然后通過簡單地擠壓將其切成兩半。團隊發(fā)現(xiàn)，這個過程更加微妙。
        

        “當Dnm1環(huán)繞線粒體時，之前已經(jīng)證明蛋白質(zhì)在物理上會收緊并收縮，”最近加州大學洛杉磯分校生物工程博士研究生Michelle Lee說，他是Wong的建議者，也是該研究的兩位主要作者之一。“我們發(fā)現(xiàn)，當Dnm1接觸線粒體表面時，它也使線粒體本身的區(qū)域更容易塑形，更容易進行切割。這兩種效應相輔相成，使線粒體分裂過程變得有效。”
        

        另一位主要作者是加州大學洛杉磯分校 - 加州理工學院醫(yī)學科學家培訓項目的研究生歐內(nèi)斯特·李和黃先生的生物工程研究生。他進行了實驗的計算分析。“使用我們的機器學習工具，我們能夠發(fā)現(xiàn)Dnm1中隱藏的膜重塑活動，與我們的X射線研究一致，”Lee說。“有趣的是，通過分析Dnm1的遠親，我們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)隨著時間的推移逐漸進化出來。”“這是一個非常意外的結果 - 沒有人認為這些分子具有分裂的個性，具有生物功能所必需的兩個性格，”Wong說，他也是加州大學洛杉磯分校化學和生物化學教授，并且是加州納米系統(tǒng)的成員。研究所。“我們發(fā)現(xiàn)的多功能行為可能是蛋白質(zhì)的規(guī)則而不是例外。”
        
			

			
          
        
			
        
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