返回上一页
线粒体铺设“专线”为细胞核供能
来源:中国科技网 作者:张梦然 2026-06-18
历时8年、由全球多个机构38位科学家共同完成的一项国际研究发现,线粒体并非通过简单扩散为细胞核提供能量,而是铺设“专线”供能,即通过一种此前未知的直接物理连接将能量分子定向输送至细胞核。这一发现颠覆了沿用数十年的教科书理论,相关成果发表于最新一期《自然》杂志。
线粒体被称为细胞的“动力工厂”,负责生产能量分子ATP;细胞核则是细胞的“指挥中心”,负责基因调控和DNA复制,也是细胞内耗能最高的结构。长期以来,学界普遍认为线粒体产生的能量通过细胞质自由扩散,最终抵达细胞核。但这项研究证明,两者之间存在一条专用的能量输送通道。
包括美国亚利桑那大学在内的联合团队此次利用先进显微镜、蛋白质组学和基因工程技术发现,线粒体外膜上的VDAC1蛋白能够与细胞核核孔上的RANBP2蛋白直接结合,形成物理连接。这种连接将富含能量的分子高效导入细胞核,用于基因调控、染色质重塑、转录和细胞分化等关键生命活动。
这种连接的精确程度远超预期。当团队将线粒体人为推离细胞核仅500纳米,这个距离比一根头发丝的直径还要小数千倍,此时细胞核的能量供应几乎降至零。这表明,能量分子无法通过简单扩散有效到达细胞核,必须依赖这种直接的物理通道。
为验证这些连接的实际功能,团队设计了基因改造的细胞和动物模型,专门切断线粒体与核孔之间的连接,同时保持线粒体自身产能能力完全正常。结果显示,失去这些连接的细胞无法正常分化成为心肌细胞。携带破坏该连接突变的小鼠胚胎均在出生前死亡,并伴有心脏和神经系统的严重发育缺陷。
团队在分析的所有细胞类型中,都发现了这种线粒体—细胞核连接,因此这可能是一种普遍存在的细胞机制。这一发现不仅解释了心脏如何形成、疾病如何发展以及细胞如何衰老等基本问题,还有望为发育生物学、再生医学、心血管疾病、癌症和衰老等领域的研究开辟全新方向。控制这种连接的能力,可能指向全新的治疗策略。
总编辑圈点
细胞内部竟然存在高精密的“基础设施网络”,这解答了为何细胞核在极高能耗下仍能维持稳态的谜题,更暗示许多被误诊为“代谢不足”的疾病实则是“物流阻断”。现在,科学家必须为线粒体和细胞核确定新的模型,但该机制的普适性,还要在不同组织微环境中进一步验证,以防将特殊情况概括为万能定律。同时,针对该通道的药物研发也需慎之又慎:强行干预细胞内“基础设施”,虽有望治愈顽疾,但也可能因扰乱细胞最底层的能量分配逻辑,而诱发难以预料的全身性风险。
最新资讯- 抓好规划实施,加快推进新型工业化
- 巩固团结互信 深化务实合作——写在习近平主席即将出
- 多部门全力支持西藏吉隆泥石流灾害抢险救援工作
- 习近平对西藏日喀则市吉隆县遭受泥石流灾害作出重要指
- 习近平将出席2026年上海合作组织峰会并对吉尔吉斯
- 国家数据局:规范开展公共数据授权运营
- 新华社评论员:树立和践行正确政绩观是一项长期任务
- “十五五”时期我国将促进6G产业成熟和生态构建
- 中办国办印发《党政领导干部生态环境损害责任追究办法
- “不仅造福中国人民,也利好世界人民”——三名在华工
- 国资委:孵化场景业态 加快实现6G商业闭环
- 一箭7星,长征六号丙遥一运载火箭发射成功
- 时隔12年再办APEC能源部长会议,北京全力筹备亚
- 钟才文:下半年经济工作,怎么干?
- 中阿启动干旱、荒漠化和土地退化防治五年行动计划
手机版

公众号

头条号


