Science修訂線粒體作用模型

　　線粒體是細胞內的重要器官，負責從營養物質中提取能量，并將其轉化為細胞可用的能源。2008年科學家們在實驗觀察的基礎上，提出了修訂版的線粒體作用模型，他們對這一新模型進行了驗證。文章發表在本期的Science雜志上。

　　營養物質的攝取消化和吸收，是為了給機體內的細胞提供能量。消化道對營養物質進行分解，從糖/碳水化合物釋放葡萄糖，從蛋白釋放氨基酸，從脂肪釋放脂肪酸。這些產物隨后進入細胞，在線粒體中被加工，從而釋放能量。

　　這項研究的領導者Dr. Enríquez說：“理解細胞的產能機制是了解生命系統的基礎，這也是上個世紀生化領域的主要研究課題。人們在八十年代初期，闡述了線粒體完成上述任務的過程，又在九十年代解析了相關分子的結構。線粒體的產能機制，被認為是人們最為了解的細胞過程之一。”

　　然而，科學家們在研究線粒體疾病時，卻發現事情沒那么簡單。此前的線粒體作用模型，無法解釋這些疾病的癥狀，人們也無法利用這一模型開發出有效的治療方式。這些都說明我們對線粒體功能的了解并不完全。

　　食物分子所釋放出的能量，被暫時儲存在兩類分子中(N和F)。這類分子不能作為細胞的直接能量源，需要線粒體中的五種復合體(I、II、III、IV和V)，將其中儲存的能量轉化為細胞的通用能源ATP。

　　人們一直認為，上述五種復合體在線粒體內膜中自由飄浮，不存在相互作用。而Dr. Enriquez的團隊發現這一觀點并不正確。“這五種復合體并不是獨行俠，”Dr. Enríquez解釋道。“它們會以不同的組合，形成呼吸鏈超級復合體。而我們的這項新研究，闡明了這些超級復合體的作用。”

　　研究顯示，這些超級復合體的組成是動態的，可以根據N和F分子的相對豐度進行優化，提高超級復合體提取能量的效率。也就是說，超級復合體的組成，能夠反映食物中的營養組成。

　　研究人員解析了超級復合體的組成，闡明了不同復合體組合的功能。“細胞從食物分子中提取能量的系統，比人們所設想的更為多變，可以根據食物的營養組成(或者特定的細胞類型)進行調解，”Dr. Enríquez說。

　　研究團隊還意外的發現，在遺傳學分析中使用得最廣泛的小鼠系，不能正確裝配呼吸鏈超級復合體。在這種情況下，用這些小鼠進行實驗，并將結果推理到人類，就并不那么可靠。