Nature新子刊Scientific Reports于近日在線發表了中國科學院近代物理研究所輻射醫學研究室科研人員在電離輻射引起的線粒體DNA非隨機性損傷的研究成果。研究人員通過分子生物學手段全面解析了電離輻射對線粒體DNA全序列所造成的區域性損傷，發現這種損傷存在非隨機性。隨后又利用生物信息學手段進行分析，進一步闡明了電離輻射造成線粒體DNA非隨機損傷的內在機理。
在放射生物學研究領域，相關研究很早就發現電離輻射引起的DNA損傷存在著非隨機性，但對引起這種現象的內在機制一直未能闡明。近物所科研人員選擇真核細胞內唯一的核外遺傳物質-線粒體DNA作為研究對象，利用熒光定量PCR手段對電離輻射引起的線粒體DNA區域性損傷進行了全面解析。結果表明線粒體DNA控制區序列對電離輻射最為敏感，而線粒體DNA編碼區域的損傷相對較小（圖一）。
為了進一步闡明這種DNA隨機性損傷產生的原因，科研人員利用生物信息學手段對線粒體DNA的序列結構進行分析，發現GGG序列選擇性地在線粒體DNA控制區富集（圖二）。根據報道，GGG序列是介導DNA雙鏈上電荷轉移的重要元件，起著“電荷陷阱”的作用。這很好地解釋了電離輻射選擇性損傷線粒體DNA控制區序列的原因。為了確定電荷轉移在線粒體DNA非隨機損傷中的重要性和保守性，研究人員選取了107個脊椎動物線粒體DNA全序列進行分析。結果發現GGG元件在恒溫動物線粒體DNA控制區中富集，變溫動物中其含量則很低（圖三）。這項發現進一步說明了電荷轉移在物種線粒體DNA進化中的重要作用。
這項工作由國家重點基礎研究發展計劃973項目（2010CB834202）和國家自然科學基金重點項目(10835011)資助完成。
圖一電離輻射引起劑量依賴性和區域特異性的線粒體DNA損傷
圖二生物信息學手段篩查GGG片段在線粒體DNA上的分布
圖三 GGG元件選擇性地在脊椎動物中恒溫動物的線粒體DNA控制區富集
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......