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腾讯登录运用细胞防御程序进行扩增，突变线粒体基因介导疾病发生
| 导读 | 做为细胞中必含的细胞器，线粒体产生维持细胞运作的绝大多数化学能。迄今为止，线粒体功能障碍已经被确认与诸多疾病有干系，包括自闭症、阿尔兹海默症、精神分裂症、痴呆症、帕金森氏病、癫痫症、癌症、慢性疲劳综合征和心血管疾病等。 |
变化多端的线粒体病在不同的个体中展现的形式有很大的不同。
做为细胞中必含的细胞器，线粒体产生维持细胞运作的绝大多数化学能。迄今为止，线粒体功能障碍已经被确认与诸多疾病有干系，包括自闭症、阿尔兹海默症、精神分裂症、痴呆症、帕金森氏病、癫痫症、癌症、慢性疲劳综合征和心血管疾病等。
目前发现有许多的因素会影响线粒体发挥正常的功能，其中，线粒体DNA（mtDNA）突变会引起严重的问题。近日，范德堡大学研究团队发现了变异的mtDNA可能会使该部位的组织变得“自私化”进而导致疾病的发生，即通过损害宿主来使自身收益。
研究学者已经确定，自私的突变mtDNA会使用特殊的分子机制去规避原有的细胞对线粒体活动的调控机制。对于这类分子途径充分了解后，研究人员能建立起有效的线粒体病治疗手段。
常见的线粒体病
该项目的负责人，生物科学副教授Maulik Patel提到，“约在200名新生儿中会有1名含有潜在的线粒体病症风险，这会在未来他们成年后发生，比例约为1/5000。”
今年7月份，他们的工作报道在期刊《Cell Metabolism》上，题为“Homeostatic responses regulate selfish mitochondrial genome dynamics in C. elegans。”参与这项研究工作的人员包括范德堡博士研究生Bryan Gitschlag和Cait Kirby，分子病理学兼生物物理学副教授David Samuels，高级研究专家Rama Gangula和Simon Mallal，以及范德堡医学院的传染病和炎症研究教授Major E.B. Shulman。“一旦我们知晓了突变线粒体规避细胞调控的机制，我们即可开发针对相关通路的药物以防止突变的蔓延。”Patel道。
线粒体如此的独特，其原因是它可以通过内共生过程来保留其自身的DNA。与人体细胞内的基因组相比，线粒体基因组小极了，它仅包含37个由母体所遗传的基因闭环。人类细胞中的mtDNA拷贝数因细胞类型的不同有很大的区别。例如，人血细胞中不含任何的mtDNA拷贝，而人体每个肝脏细胞则能够贮藏上千个拷贝。在一个正常细胞中，所有的mtDNA拷贝都是一致的。但是，细胞自身有分解和摧毁不需要或功能不适当的细胞组分（包括线粒体）的机制。因此，这些细胞器会在一个特别高的速率下被复制以及消除，在这样的过程中会产生突变的mtDNA。当突变mtDNA的比例很高时就会导致疾病的发生。
线粒体病的异常特性
线粒体病有有许多异常的特性。Patel认为，“不像判别细菌感染只有感染与否两个指标，线粒体病的感染水平则可以包含于0到100%的区间中；这使得线粒体病会呈现多种形态，且个体间会存在很大的区别。一个人也许自身含有50%的突变比例，却没有疾病症状，而另一个人含有80%的突变比例时则会呈现出严重的症状反应。”此外，线粒体病可以由母亲遗传给下一代，尤其是发育障碍，会在人成长的后期展现出来。
因此，Patal和他的同事们在透明蛔虫Caenorhabditis elegans（C. elegans）中对线粒体病的发病性质进行了研究；C. elegans是一种用于探究多细胞生物基本的发育和行为过程的模式生物。
突变mtDNA如何规避细胞的调控机制？
细胞有一种确定自身线粒体基因组数量的方法，当其需要更多地能量供给时，这使得细胞可以产生更多的线粒体基因组。结果显示，研究人员发现了一个支持共同作者Samuels预测的证据；部分突变的线粒体基因组对于细胞“计数器”是不可见的。在这个基础下，细胞将会产生更多的突变基因组，然而这却对满足最优的能量供给毫无作用，最后产生过量的变异拷贝则对细胞有害。
线粒体的未折叠蛋白应答
细胞能持续不断地监控自身线粒体的健康状态；当它们发现了线粒体功能障碍后，细胞会尝试着启动修补程序去处理所产生的问题，这个机制被称为线粒体的未折叠蛋白应答。除了能够缓解线粒体内部的技能障碍外，这个程序还可以通过细胞分解机制去防止线粒体被摧毁。研究人员还发现，突变 mtDNA能激活这个反应程序，这使得细胞能容忍突变mtDNA的存在并且允许其发生增殖。
Patal说，“以上的例子都说明了，突变的线粒体基因组会利用细胞的防卫程序来满足它们的‘自私’特性。”（转化医学网360zhyx.com）
做为细胞中必含的细胞器，线粒体产生维持细胞运作的绝大多数化学能。迄今为止，线粒体功能障碍已经被确认与诸多疾病有干系，包括自闭症、阿尔兹海默症、精神分裂症、痴呆症、帕金森氏病、癫痫症、癌症、慢性疲劳综合征和心血管疾病等。
目前发现有许多的因素会影响线粒体发挥正常的功能，其中，线粒体DNA（mtDNA）突变会引起严重的问题。近日，范德堡大学研究团队发现了变异的mtDNA可能会使该部位的组织变得“自私化”进而导致疾病的发生，即通过损害宿主来使自身收益。
研究学者已经确定，自私的突变mtDNA会使用特殊的分子机制去规避原有的细胞对线粒体活动的调控机制。对于这类分子途径充分了解后，研究人员能建立起有效的线粒体病治疗手段。
常见的线粒体病
该项目的负责人，生物科学副教授Maulik Patel提到，“约在200名新生儿中会有1名含有潜在的线粒体病症风险，这会在未来他们成年后发生，比例约为1/5000。”
今年7月份，他们的工作报道在期刊《Cell Metabolism》上，题为“Homeostatic responses regulate selfish mitochondrial genome dynamics in C. elegans。”参与这项研究工作的人员包括范德堡博士研究生Bryan Gitschlag和Cait Kirby，分子病理学兼生物物理学副教授David Samuels，高级研究专家Rama Gangula和Simon Mallal，以及范德堡医学院的传染病和炎症研究教授Major E.B. Shulman。“一旦我们知晓了突变线粒体规避细胞调控的机制，我们即可开发针对相关通路的药物以防止突变的蔓延。”Patel道。
线粒体在植物和动物等真核生物细胞中必不可少。目前普遍接受的理论认为，线粒体具备在真核细胞中利用氧分子作为能量源的能力，而这是原核细胞所缺少的；而许多原核生物则含有“内共生体”。此外，普遍的理论认为，真核细胞的线粒体所提供的能量是过量的，这使得多细胞生物的形成成为了可能。
细胞发电站
尽管细胞自身的线粒体通常被认为是“细胞发电站”，但除了这个功能外，线粒体与细胞的其他一些运转活动相关，其中包括细胞周期和细胞生长等。
线粒体如此的独特，其原因是它可以通过内共生过程来保留其自身的DNA。与人体细胞内的基因组相比，线粒体基因组小极了，它仅包含37个由母体所遗传的基因闭环。人类细胞中的mtDNA拷贝数因细胞类型的不同有很大的区别。例如，人血细胞中不含任何的mtDNA拷贝，而人体每个肝脏细胞则能够贮藏上千个拷贝。在一个正常细胞中，所有的mtDNA拷贝都是一致的。但是，细胞自身有分解和摧毁不需要或功能不适当的细胞组分（包括线粒体）的机制。因此，这些细胞器会在一个特别高的速率下被复制以及消除，在这样的过程中会产生突变的mtDNA。当突变mtDNA的比例很高时就会导致疾病的发生。
线粒体病的异常特性
线粒体病有有许多异常的特性。Patel认为，“不像判别细菌感染只有感染与否两个指标，线粒体病的感染水平则可以包含于0到100%的区间中；这使得线粒体病会呈现多种形态，且个体间会存在很大的区别。一个人也许自身含有50%的突变比例，却没有疾病症状，而另一个人含有80%的突变比例时则会呈现出严重的症状反应。”此外，线粒体病可以由母亲遗传给下一代，尤其是发育障碍，会在人成长的后期展现出来。
因此，Patal和他的同事们在透明蛔虫Caenorhabditis elegans（C. elegans）中对线粒体病的发病性质进行了研究；C. elegans是一种用于探究多细胞生物基本的发育和行为过程的模式生物。
突变mtDNA如何规避细胞的调控机制？
细胞有一种确定自身线粒体基因组数量的方法，当其需要更多地能量供给时，这使得细胞可以产生更多的线粒体基因组。结果显示，研究人员发现了一个支持共同作者Samuels预测的证据；部分突变的线粒体基因组对于细胞“计数器”是不可见的。在这个基础下，细胞将会产生更多的突变基因组，然而这却对满足最优的能量供给毫无作用，最后产生过量的变异拷贝则对细胞有害。
线粒体的未折叠蛋白应答
细胞能持续不断地监控自身线粒体的健康状态；当它们发现了线粒体功能障碍后，细胞会尝试着启动修补程序去处理所产生的问题，这个机制被称为线粒体的未折叠蛋白应答。除了能够缓解线粒体内部的技能障碍外，这个程序还可以通过细胞分解机制去防止线粒体被摧毁。研究人员还发现，突变 mtDNA能激活这个反应程序，这使得细胞能容忍突变mtDNA的存在并且允许其发生增殖。
Patal说，“以上的例子都说明了，突变的线粒体基因组会利用细胞的防卫程序来满足它们的‘自私’特性。”（转化医学网360zhyx.com）
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