西亚试剂 ：Cell Reports：首次在活体动物观察到线粒体振荡

 线粒体振荡已经困惑了科学家们40多年。最近，美国国立卫生研究院牙科和颅面研究所(NIDCR)的一个科学家小组，首次在活体动物(实验室大鼠唾液腺)中观察到了线粒体振荡。相关研究结果发表在2014年10月16日的《Cell Reports》杂志，表明振荡可自发地发生，并经常发生在啮齿类动物细胞中，这使得研究人员相信，它几乎必定也发生在人类细胞中。

本文资深作者、NIDCR 科学家Roberto Weigert博士指出：“这些动作可以持续几十秒到几分钟，这是很长的时间，往往比以前细胞培养中观察到的节奏要快。”线粒体似乎也同步它们的运动，不仅在个体细胞中，而且相当意外的是，也进入一个振动在整个组织的振荡器连接网络。

Weigert说：“你通过显微镜看到，它看起来几乎就像一种同步的舞蹈。同步化告诉我们，当我们研究线粒体时，需要区分森林和树木——反之亦然。有可能是，森林把握着理解线粒体在人类健康和疾病中如何发挥作用的关键。”

在细胞的细胞质中，线粒体是几个不同细胞器中的一个。线粒体是被称为细胞的发电厂。它们产生一个持续的ATP分子供应，就一些煤块，作为细胞的主要能量来源，供以能量，使心脏跳动、肌肉伸展和身体几乎每一个动作。

为了保持细胞完全充电，线粒体运作了四条生化生产线，与来自普通呼吸的氧分子结合，产生ATP。其中一条生产线首先开始处理分子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。Weigert及其同事认识到，当NADH作为ATP生产过程的一部分，自然发射出电子时，他们可以使用高放大率的显微镜来可视化NADH。

关键是他们对显微镜的选择。Weigert及其同事精通活体镜检法——一种超高分辨率技术，可以追溯到十九世纪。到目前为止，它过于强大因此没有用于活体动物。

Weigert说：“动物会呼吸，它们的心跳和肢体抽搐。在很大的放大倍率下，联合效应就像是看一场6级地震。一切都在振荡，模糊了焦点。我们已经开发出方法，更好地稳定我们感兴趣的器官，并减少运动伪影。此时，它只不过是产生了更强大的光学，来可视化真实展现在体内的生命化学，而不是在人工实验室条件下——这种条件会加压于细胞，并可能会改变它们的行为。”

强大的光学使科学家们能在其自身环境中可视化振荡，并思考它们的原因。根据一系列的后续实验和观察，研究人员发现，振荡与活性氧的生产有关，活性氧是制造ATP的一种化学交互副产物。这一发现表明，振荡可能并不是线粒体固有的，而是对自身环境中条件的一种反应。

本文第一作者、NIDCR科学家Natalie Porat-Shliom称：“这些发现，强调了按照自身条件、而不是在人工实验室条件下，进行系统生物学研究，是多么的重要。我们在活体动物中看到了很多你在细胞培养中看不到的东西。在这种情况下，原因很可能是，线粒体持续接受来自血管、神经系统及其周围环境的信号涌入。整个系统不能在细胞培养中被重组。”

Porat-Shliom指出，这些研究结果，在线粒体框架研究中应该具有广泛的科学兴趣，并可能具有未来的临床意义。估计有200万美国人患有线粒体疾病，线粒体能量消耗失败，不能正常发挥功能，可能对大脑、心脏、肾脏和其他身体系统具有不利影响。许多科学家也怀疑，当线粒体变得更好理解时，它们可能会被理解为，在人类健康和疾病中发挥一个更突出的作用。以上资料由西亚试剂：http://www.xiyashiji.com/提供