Nature：老年癡呆、帕金森...線粒體表示他很忙

　　 美國約翰霍普金斯大學的科學家報告，利用酵母和人類細胞，他們發現了細胞通過線粒體來清除錯誤折疊的蛋白質聚集體。這是一個全新的途徑，這一發現有助于解釋帕金森氏癥、阿爾茨海默癥等在發育過程中出錯的部分原因。研究成果于 3 月 1 日發表在《 Nature 》雜志上。

　　在細胞中，蛋白質被損壞、發生錯誤折疊會導致蛋白團塊或聚集體的形成，常會導致神經退行性疾病的發生。蛋白聚集已經被認為是由細胞質或細胞核中的蛋白酶體或溶酶體逐漸溶解。

　　現在，約翰霍普金斯大學的科學家意外地發現，大量的蛋白聚集體在線粒體中被分解。酵母細胞與人體細胞具有許多類似的結構，通過酵母的實驗，他們還發現，過多錯誤折疊的蛋白質會阻塞并損害線粒體。這可能有助于解釋為什么蛋白質聚集和線粒體惡化是神經退行性疾病的兩個特點。

　　Rong Li 教授領導了這項研究，她把這一處理系統比喻為食物殘渣和垃圾處理劑。垃圾處理機用起來很方便，有助于清除食物殘渣；但若是殘渣太多，尤其是體積較大的固體狀殘渣就有可能使垃圾處理機堵塞并發生故障。

　　研究人員發現蛋白質的聚集促使線粒體小孔形成，其通常導入蛋白質進入到線粒體中。如果這些小孔由于基因突變被破壞，則蛋白聚集體不能被溶解。基于這些結果，研究人員假設：錯誤折疊蛋白被拉入線粒體中進行清理，就像食物殘渣進入垃圾處理機中清理一樣。

　　1、酵母細胞模型的驗證

　　Li 和她的團隊使用一種技術將熒光蛋白分成兩部分。他們把一部分放入線粒體內，另一部分連接細胞質中錯誤折疊的蛋白質。如果錯誤折疊的蛋白質進入線粒體，那么熒光蛋白的兩個部分可以集合，線粒體可以發熒光。研究人員發現，在酵母細胞中這確實發生了。

　　2、疾病系統的驗證

　　為了模擬疾病的發生，研究人員在酵母細胞中加入肌萎縮側索硬化癥（ALS）牽連的蛋白質。ALS 蛋白錯誤折疊引起熱處理后，損傷線粒體。隨后，研究人員誘導細胞質中大量蛋白質出現錯誤折疊后，他們發現當太多錯誤折疊的蛋白質進入線粒體后，線粒體惡化。

　　3、人類細胞模型的驗證

　　研究團隊想要確保，他們在酵母細胞中觀察到的現象也能發生在人類細胞中。所以他們使用相同的分離熒光蛋白方法，觀察是否錯誤折疊的蛋白質可以進入到人視網膜色素上皮細胞的線粒體上。結果發現，與在酵母細胞中觀察到的一樣，錯誤折疊的蛋白質進入到了人體細胞的線粒體中，并使線粒體發熒光。

　　生物系統一般相當頑強，但也有一些致命弱點可能引起疾病多發。依靠線粒體系統，幫助清理錯誤折疊的蛋白質可能就是這樣的一個例子。年輕、健康的線粒體完全可以勝任這個任務，年老的線粒體或者那些需過度清理的細胞可能不堪重負而遭受損害，這可能會危害細胞的許多其他重要功能。