清除不良线粒体如何影响干细胞分裂？

时间：2022-04-02 00:00:00 来源：网络整理

我们大多数人对生物学的记忆足以使我们想起，线粒体被称为“细胞的动力源”。即使是这个大胆的术语，也可能会淡化线粒体的重要性，以及线粒体变坏时会发生什么。

线粒体功能失调会导致神经退行性疾病、先天性心脏病、中风，当然还有癌症。从本质上说，人类每一种疾病的根源都在于线粒体的衰竭或失效。

“我研究一种叫做线粒体吞噬的过程，线粒体吞噬清理这些受损的线粒体，”弗吉尼亚理工学院神经科学学院(Virginia Tech College of Science)的助理教授艾丽西娅·皮克雷尔(Alicia pickrell)说。皮克雷尔的研究还不止于此:她试图找出细胞内的分子是如何相互沟通的。细胞如何知道线粒体吞噬清理正在进行，从而停止产生可能受损的新神经元?它如何知道线粒体吞噬何时完成并开始再次产生它们?

pickrell和她的团队的工作不仅可以为心脏病这样的慢性疾病提供治疗或预防药物，还“可以为我们提供许多其他疾病的信息”。

为了这项研究，美国国立卫生研究院最近授予皮克瑞尔一笔为期五年的190万美元的拨款。该基金被称为MIRA拨款，即最大化研究人员的研究奖，旨在为研究人员提供更大的灵活性，以追求突破性的发现，如果他们的研究出现了有希望的、意想不到的发现，而不是在提案中。

“这项拨款不是集中在一个假设或想法上，而是集中在有前途的、处于职业生涯早期阶段的科学家身上，他们的委员会(她的)同行认为他们将在该领域取得重大突破。”这证明了皮克雷尔博士的声誉，以及她在短短几年里作为一名独立教员所做出的重要贡献，”神经科学学院院长迈克尔·福克斯(Michael Fox)说。“我们神经科学学院的所有人都为Alicia感到兴奋和自豪。”

回到高中生物课上的类比:当一个细胞的细胞核分裂时，细胞复制它的DNA，产生两个完全相同的子细胞。pickrell的研究是“细胞器间信号”，细胞会警告细胞核有问题，应该停止分裂。

但如果细胞没有收到停止分裂的信息呢?

“如果我是一个细胞，我没有得到这些信号，‘我正在清理受损的线粒体’，然后我继续分裂，”皮克雷尔说，“现在我在分裂，我的坏线粒体遗传到这些健康的子细胞中。”

她将其与汽车电池中的单个电池进行了比较:起初，即使有几个电池坏掉，电池也可能继续工作，但存在一个阈值。坏电池太多，电池就不能用了。由于大脑神经元中积累了太多有害的线粒体，一个人很容易患上帕金森氏症或阿尔茨海默氏症。

pickrell正试图了解清除不良线粒体是如何影响干细胞分裂的，哪些基因参与其中，以及线粒体和细胞内其他细胞器是如何沟通的。细胞如何知道正在进行线粒体吞噬，从而停止分裂?细胞器如何与细胞沟通，让它知道清理工作已经完成，可以安全地开始生产更多的细胞了?

这个谜题还有一个很大的复杂之处:线粒体并不接触细胞核，所以如果没有物理联系，通信是如何发送的?

pickrell和她的研究团队已经发现了一种分子，一种激酶，它是一种特定的蛋白质，可以在细胞内来回移动来传递信息，但pickrell认为肯定有其他的方式。

“我们认为生物学是聪明的，细胞不会仅仅依靠一种东西来维持自己的生命，”她说。

有了这笔资金，她的团队最初正在深入研究神经干细胞，因为它们经常分裂，并进行大量的线粒体自噬来清除不良的线粒体。

她说:“在细胞分裂过程中，你必须有大量的能量来完成这一过程，所以有一个健康的线粒体库是很重要的。”

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