大約15億年前,微小的訪客來到細胞中生活,隨后這些細胞進化成為植物和動物生命(包括人類),這些訪客就是線粒體,其是一種小型的細胞器,能夠產生細胞生存所需要的大約90%的化學能量,從進化學的角度來講,人類、動物和植物實際上是兩種有機體的完美結合。線粒體擁有自身的DNA,人類細胞的線粒體有13個基因,相比人類細胞核中的2萬個基因而言顯得有些黯然失色,盡管如此,這些微型線粒體也會明顯影響細胞的代謝以及機體對多種代謝性疾病的易感性,比如心力衰竭和肥胖等。
近日,一項刊登在國際雜志EbioMedicine上的研究報告中,來自阿拉巴馬大學的科學家們通過研究發現,線粒體或能改變機體的代謝和基因表達。研究者Scott Ballinger博士表示,在長達50年的時間里,科學家們一直在利用孟德爾遺傳學來尋找機體的疾病易感性,線粒體DNA對疾病易感性的可能性影響取決于兩個事實,首先一個人機體所有的線粒體DNA都來自于母親(卵細胞),這與細胞核中染色體的基因并不相同(一半來自母親,一半來自父親),其次,人類線粒體DNA會進化成為不同的單體型,每一種類型都會遺傳特殊的線粒體DNA突變,目前大約有25-35種基本的線粒體DNA單體型。
為了調查線粒體DNA對機體健康的影響,研究人員對小鼠機體線粒體的背景進行交換,隨后尋找小鼠機體代謝和細胞核基因表達的改變,尤其擁有不同的線粒體DNA序列,以及是機體存在與代謝相關的疾病的易感性差異時。當關閉了線粒體DNA背景后,研究人員將小鼠的飲食從低脂肪轉化為高脂肪飲食,隨后測定了小鼠機體成分、脂肪組織的代謝和細胞核基因表達的改變。
研究者發現,轉換線粒體的遺傳背景信息或會明顯影響小鼠機體的肥胖、機體整體代謝以及細胞核基因的表達情況。比如,當喂食低脂和高脂飲食后,擁有相同核基因組但不同線粒體DNA背景的小鼠在內臟和皮下脂肪中的基因表達會發生顯著的變化,受影響基因的數量變化范圍為10-50倍,而且線粒體DNA的背景會影響受影響基因的數量。此外,研究者還發現,小鼠機體體脂的代謝效率和體脂百分比也會受到影響。
研究者Ballinger說道,相關的研究結果與此前提出的一種概念相一致,即不同的細胞核-線粒體遺傳組合或許會以不同的方式來影響機體的代謝、肥胖和基因表達;本文研究或能幫助研究人員理解復雜的遺傳性疾病易感性的發生機制,如今研究人員也正常嘗試理解細胞核和線粒體編碼基因的組合如何相互作用來改變機體的代謝以及對不同疾病的易感性。
與人體器官不同,線粒體等細胞器并非固定不動,但細胞器移動的時間、位置、方式及原因仍不明確。美國科學家研究發現,當β細胞(分泌胰島素的胰腺細胞)暴露于高濃度葡萄糖時,其內部的線粒體會向細胞外圍移動。這種......
隨著生命科學日益精細化,人類對健康的追求已深入至細胞層面。作為細胞的“能量工廠”,線粒體這一微小細胞器的重要性日益凸顯,它不僅為生命活動提供能量,更調控著細胞生死,與神經退行性疾病、心血管疾病、代謝綜......
中國科學院上海營養與健康研究所研究員李昕研究組,通過解析人體多器官線粒體突變的“衰老圖譜”,提出“線粒體雙相時鐘”模型,揭示了線粒體通過兩種截然不同的模式編碼器官衰老,進而同時編碼了隨機性和確定性衰老......
華東師范大學教授李大力、劉明耀團隊聯合臨港實驗室青年研究員陳亮團隊,開發出高性能線粒體腺嘌呤堿基編輯器(eTd-mtABEs),并利用eTd-mtABEs成功構建了感音神經性耳聾和Leigh綜合癥大鼠......
線粒體通常被認為是遠古細菌與真核細胞共生演化的產物,其擁有獨立的基因組,是細胞的能量工廠。然而,線粒體基因組在生命過程中不斷積累突變,其突變率遠高于細胞核DNA,這些突變或與衰老、疾病密切相關。近日,......
大約40%的美國人口和全球六分之一的人患有肥胖癥,全球發病率激增。各種飲食干預,包括碳水化合物、脂肪和最近的氨基酸限制,都被用來對抗這種流行病。2025年5月21日,美國紐約大學EvgenyNudle......
CD8T細胞是免疫系統中的細胞毒性淋巴細胞,能夠通過釋放細胞毒素并誘導靶細胞死亡,有效清除被感染或發生異常的細胞。作為免疫治療的前沿手段,CD8T細胞療法已取得突破性進展。然而,腫瘤微環境常通過抑制性......
近日,中國農業科學院棉花研究所棉花高產育種創新團隊揭示了線粒體嵌合基因orf610a通過破壞ATP合酶組裝進而導致棉花不育系花粉敗育的作用機制。相關研究成果發表在《植物生物技術雜志(PlantBiot......
中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員劉興國團隊與廣州醫科大學副教授項鴿團隊研究發現調控線粒體趨核分布的關鍵因素,并揭示了線粒體趨核分布通過激活Wnt/β-catenin信號通路,而調控間充質-上皮......
中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院劉興國團隊與廣州醫科大學應仲富團隊等發現,線粒體未折疊蛋白反應(UPRmt)在多能干細胞命運中通過c-Jun調控組蛋白乙酰化,進而影響間充質-上皮轉化(MET)的新模......