关于活细胞如何产生能量的革命性新观点
西澳大利亚大学和哈里珀金斯医学研究所的研究人员对制造能量的细胞中生物“工厂”的原子结构和功能进行了基本发现,为工厂内的“机器”提供了新的手段。用于药物治疗。
就像汽车需要化石燃料为发动机提供动力一样,构成我们身体的活细胞也将食物作为燃料来源。为了利用食物中的能量,我们体内的每个细胞都含有微观生物机器,称为线粒体,将食物分子转化为能量。
虽然在科学界之外并不广为人知,但线粒体对于生命至关重要,并且是电影“星球大战:幻影威胁”中特写的“midchlorians”细胞中力敏感粒子的灵感。
这项研究发表在今天的“自然”杂志上,由瑞士苏黎世联邦理工学院的Nenad Ban教授领导,与西澳大学分子科学学院和哈里帕金斯医学研究所的研究人员合作:副主席亚历山德拉·菲利波夫斯卡,线粒体医学和生物学系主任, Oliver Rackham副教授,合成生物学和药物发现主管及其博士。学生Richard Lee。
Filipovska教授说,线粒体是在所有真核细胞中发现的微观能量产生工厂,或者是包含在膜内的细胞核的细胞,代表了没有显微镜可见的所有生命形式。
“线粒体含有一组基因,用于制造能够使线粒体产生能量的关键蛋白质构建模块,”她说。
“这些蛋白质对于能量产生至关重要,但对它们是如何制造的知之甚少。最近发现制造这些蛋白质(线粒体核糖体)的机器的原子结构已经揭示了它们是如何制造的。
“令人惊讶的是,这台机器阻止自己制造蛋白质,直到它准确地位于线粒体内需要这些蛋白质的地方。这是非常不寻常的,以前在自然界中找不到。”
Filipovska教授表示,除了提供一种新的方法来针对药物治疗这种分子机器,该发现还证明了尖端技术的力量,揭示了生命系统如何在不同的能量需求下进化。
“线粒体功能的缺陷是许多常见疾病的基础,如神经退行性疾病,代谢和心脏病,癌症,糖尿病和衰老,”她说。
“因此,分子发现提供了急需的知识,使我们能够实现疾病治疗和药物发现的跨越。”
菲利波夫斯卡教授说,下一步是深入研究线粒体核糖体的作用,以了解其缺陷如何导致疾病。
“我们正在研究开发疾病模型以研究这些缺陷。我们正在使用我们的模型筛选能够选择性地挽救蛋白质合成和能量产生缺陷的药物。”
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