最近,Whitehead研究所的科學家們開發出一種方法,可快速分離和系統地測量線粒體(被稱為細胞的“動力室”)內的代謝物濃度。之前嘗試這種測量,得到的結果不可靠,要么分離線粒體的時間太長,要么來自其他細胞成分的內容物污染了線粒體代謝物。相關研究結果發表在8月25日的《Cell》雜志。
領導這一研究的是Whitehead研究所成員、霍華德休斯醫學研究所研究員、麻省理工學院(MIT)教授David Sabatini。這位科學家每年發表論文的數量大約為20篇,其中Nature、Science、Cell文章約為2篇左右。2015年Sabatini在CNS上發表的論文幾乎達到“刷屏”的程度,總數居然有10篇之多。2016年已發表了2篇Science文章,1篇Nature文章,一篇Nature Genetics文章。
David Sabatini稱:“這種新方法的優點在于,它將速度和特異性結合起來。我們對在體內和其他細胞器(如溶酶體)中應用這一流程而感到很興奮。”
通過精確控制的化學反應,線粒體以ATP的形式產生能量,并在細胞內穩態中發揮著重要的作用。線粒體功能障礙存在于一些疾病中,包括帕金森氏病、心血管疾病和線粒體疾病。到現在為止,探究這些重要細胞器的內部代謝運作,一直是具有挑戰性的和不準確的。
分析線粒體代謝產物的常規方法,涉及使用幾輪的離心來純化線粒體,這個過程需要進行一個多小時來完成。據David Sabatini實驗室的研究生Walter Chen介紹,在研究代謝產物時,時間是一個重要的問題。
Chen說:“即使你使樣品保持在4攝氏度或0攝氏度,以減緩任何反應,你得到的線粒體代謝曲線仍然逐漸失真,因為酶仍然在起作用,所以轉運蛋白也在起作用。隨著時間的推移,線粒體在細胞外變得越來越不快樂了。”
另一種常用來分析線粒體代謝產物的方法,依賴于簡化的離心分離,來分離線粒體。雖然更快,但是這個流程也帶來了非線粒體物質和其他細胞器,因此由于來自其他線粒體的代謝產物,使得真正的線粒體信號失真。
為了減少分離線粒體需要的時間,同時增加代謝物分析的精度,Chen采取了一種完全不同的方法——快速純化。他將線粒體的外部涂上表位標簽,并添加了覆蓋有標簽特異性抗體的的微珠。通過鎖定這些標簽,抗體將線粒體連接到微珠上,從而使Chen能夠容易地分離線粒體,打破線粒體,并在10分鐘內停止所有的酶活性。根據他的分析,這種更快的方法所產生的結果,能夠更好地反映一個活細胞內實際的線粒體代謝水平。
Chen指出:“根據目前為止我們的數據顯示,用這種方法分析線粒體,絕對會帶給你更大的分辨率,超過傳統方法分析整個細胞所獲得的分辨率。我認為這將是相當強大的,這正是我最興奮的地方。我已經看到,這可能給人們指出了新的和有趣的方向。”
Chen說,該方法是非常靈活的,可以適用于分析其他細胞器的代謝產物,并能夠把受線粒體功能障礙影響的細胞(如受帕金森氏病損壞的神經元)內的線粒體,與似乎不受疾病影響的正常細胞或其他類型的細胞進行比較。
將探頭貼附固定在手腕上,儀器即可實時顯示血壓的連續波形與精準數據……6月6日,華中科技大學集成電路學院“聲至壓現”團隊,展示了其創新研發出的新型血壓監測儀器。該儀器能通過超聲技術,實現無創、連續、精準......
線粒體與衰老息息相關,近年來,通過優化線粒體功能“延年益壽”的研究十分熱門。然而,浙江大學聯合中國科學院分子植物科學卓越創新中心的科研團隊卻另辟蹊徑,他們在昆蟲核基因組中發現了與線粒體協同演化的基因,......
線粒體通過氧化磷酸化在ATP能量產生中起關鍵作用,氧化磷酸化通過一系列呼吸復合物在細胞膜內發生。盡管進行了廣泛的體外結構研究,但在生理狀態下確定其分子機制的原子細節仍然是一個主要挑戰,主要是因為純化過......
廣州醫科大學基礎醫學院教授馮杜團隊研究揭示了線粒體DNA(mtDNA)質量控制的新機制,報道了線粒體轉錄因子A(TFAM)作為自噬受體介導胞質中mtDNA的清除,進而限制炎癥反應。相關成果5月23日在......
......
5月3日,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院劉興國課題組在《細胞-代謝》(CellMetabolism)上發表了題為AnovelproteinCYTB-187AAencodedbythemitocho......
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合作者,首次發現線粒體可使用細胞質標準密碼翻譯第14個功能蛋白,打破了傳統觀點認為的線粒體基因只翻譯13個蛋白的定律。相關研究近日發表于《細胞-代謝......
圖線粒體編碼基因CYTB的雙重翻譯模式在國家自然科學基金項目(批準號:92254301、92357302、32025010)等資助下,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院劉興國研究員團隊在線粒體基因組編......
南京大學生命科學學院教授張辰宇、陳熹、王延博,醫學院教授方雷等人通過研究揭示了一項重大發現:年輕血液中的小細胞外囊泡(sEVs)具有顯著延長壽命、恢復整體生理功能以及逆轉與年齡相關的退化變化的能力。4......
代謝組學(Metabonomics/Metabolomics)是繼基因組學和蛋白質組學之后新近發展起來的一門學科,是系統生物學的重要組成部分,已廣泛應用于食品及醫藥等領域。島津一直致力于為代謝組學研究......