如果初中生物知识没有“还”给老师的话◈✿✿ღ★,那么你可能还记得线粒体被喻为细胞的“能量工厂”花都名器◈✿✿ღ★。而近日一项发表于《自然》的研究指出凯时尊龙app凯时尊龙app◈✿✿ღ★,每个细胞中的不同线粒体其实“术业有专攻”——当细胞营养匮乏时凯时尊龙app◈✿✿ღ★,一些专注于产生能量◈✿✿ღ★,另一些则致力于制造分子花都名器◈✿✿ღ★。
这种分工有利有弊◈✿✿ღ★。益处是可以帮助细胞更有效地治愈伤口◈✿✿ღ★,但癌症细胞也可能“钻空子”◈✿✿ღ★,利用这种分工肆意生长◈✿✿ღ★。
线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的细胞器凯时尊龙app尊龙凯时人生需要博◈✿✿ღ★。◈✿✿ღ★。除了充当细胞的能量站◈✿✿ღ★,泵出ATP(腺嘌呤核苷三磷酸)——一种富含能量的分子◈✿✿ღ★,为大多数细胞活动提供燃料外◈✿✿ღ★,它们还扮演着其他角色凯时尊龙app◈✿✿ღ★,包括充当化学工厂◈✿✿ღ★,制造构建蛋白质和其他细胞成分所需的关键分子◈✿✿ღ★,比如氨基酸◈✿✿ღ★。
不过◈✿✿ღ★,细胞只能为线粒体提供有限的分子原料花都名器◈✿✿ღ★,因此每个线粒体只能选择完成上述工作中的任意一项凯时尊龙app◈✿✿ღ★。这意味着如果一个线粒体要合成氨基酸◈✿✿ღ★,那么它必须转移原本用于产生ATP的分子◈✿✿ღ★,从而可能导致细胞产生的能量减少◈✿✿ღ★。
当营养物质充足时◈✿✿ღ★,细胞可以毫不费力地助力线粒体“大军”完成上述两项工作◈✿✿ღ★。那么◈✿✿ღ★,当营养物质短缺时◈✿✿ღ★,细胞如何平衡上述工作呢?
为了弄清楚这个问题◈✿✿ღ★,美国纪念斯隆-凯特林癌症中心细胞生物学家Craig Thompson等人以小鼠细胞为对象展开研究◈✿✿ღ★。
研究人员在混合培养物上培养小鼠细胞◈✿✿ღ★,迫使细胞只能从线粒体获得能量◈✿✿ღ★。尽管这使细胞增加了线粒体能量的产生◈✿✿ღ★,但线粒体仍在合成氨基酸◈✿✿ღ★。
“这让我们感到惊讶◈✿✿ღ★。因为一项任务的完成需要窃取另一项任务的资源◈✿✿ღ★。”Thompson说◈✿✿ღ★。深入研究后◈✿✿ღ★,他们将注意力集中在氨酸合成的关键酶——P5CS上花都名器◈✿✿ღ★。这种酶通过聚集成链◈✿✿ღ★,催化线粒体合成氨基酸◈✿✿ღ★。
研究人员发现◈✿✿ღ★,在营养物质缺乏的小鼠细胞内◈✿✿ღ★,P5CS仅在一些线粒体中聚集◈✿✿ღ★。当他们对细胞进行基因编辑以制造一种不聚集的酶时◈✿✿ღ★,线粒体就不能再合成氨基酸◈✿✿ღ★。而这种蛋白质团块也潜伏在人类胰腺癌癌症细胞的一些线粒体中◈✿✿ღ★,因为肿瘤通常会耗尽血液的营养供应◈✿✿ღ★,导致营养物质缺乏◈✿✿ღ★。
Thompson等人发现◈✿✿ღ★,携带P5CS的线粒体与一般线粒体相比有两个明显差异◈✿✿ღ★。一是它们缺少制造ATP的酶◈✿✿ღ★,二是缺乏提高ATP生产效率褶皱的内膜◈✿✿ღ★。
研究人员报告称尊龙凯时人生就博官网登录◈✿✿ღ★。◈✿✿ღ★,事实证明◈✿✿ღ★,营养不良的细胞会产生两种亚型的线粒体◈✿✿ღ★,它们要么专注于产生能量◈✿✿ღ★,要么专注于制造分子◈✿✿ღ★。此外◈✿✿ღ★,线粒体的分化取决于它们的分裂和融合能力◈✿✿ღ★。这在线粒体中经常发生花都名器◈✿✿ღ★。
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