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线粒体--细胞内轨道上运行的车辆

已有 2924 次阅读 2013-10-19 12:03 |系统分类:科研笔记| 能量, 细胞, 线粒体

之前也很想把自己经常的零碎想法记下来,但总觉得很浪费时间,看见很多老师记录下自己的思想轨迹后,很有意思、也很有意义,今天我也来尝试一下,记下一个小想法。

 

一说到线粒体,很多人的印象就是“能量工厂”、“能量货币”,因为从中学课本就已经学到,线粒体是细胞内能量产生的主要场所。其实,线粒体是一个非常复杂的细胞器,哺乳动物细胞中除了细胞核之外的唯一有遗传物质DNA的细胞器。对于线粒体的研究,除了传统的生化比较多之外,那就是它与细胞凋亡之间的关系,即王晓东老师过去主要的研究内容。近年来发现,线粒体还有很多的生理功能,例如,细胞内钙稳态的调控,线粒体自噬,细胞内活性氧(ROS)的调控。

 

线粒体在细胞内是一种高度动态的细胞器结构,通过运动、融合和分裂来不断改变在细胞内的分布以及自身的结构和形态,从而有效地调控不同的胜利功能。线粒体在细胞内主要沿着细胞骨架--微管不断的运动,从而被分配到线粒体需要的亚细胞空间。因此,从这个角度来看,我一直在想,细胞骨架其实犹如各种“交通轨道”,线粒体则为在上面运行的“车辆”。这些运行的“车辆”需要耗油或者耗气(各种代谢底物,如葡萄糖、脂肪酸等),同时也会排出产物(代谢产物,ROS等),从而影响它周围的整个环境(niche)。这些“车辆”可以运输各种不同的物质(ATP,heme,代谢产物,及其他蛋白和脂类物质)到“国家”(细胞)最需要的地方,从而维持整个国家的稳定。当然,这些“车辆”可能会被损伤,然后就需要修复(mitochondrial fusion/fission),利用好的“零件”来替换或者补充损坏的“零件”,或者无法修复的就会被处理或者回收利用(mitophagy)。在这里面,就有很多问题需要我们去解决,例如具体的修复机制是什么?这些“车辆”在运行过程中有可能会“撞车”或者“会车”,他们之间是怎么进行信号的传递与交流?什么机制来调控的呢?这些车辆又是怎么与其他社会物质(其他细胞器)之间进行沟通与交流的呢?这个细胞怎么来维持“车辆制造”(mitochondrial biogenesisi)与“回收利用”(mitophagy)及废弃(mitochondrial death)之间的“供”“需”平衡与稳态呢?因为供过于求“over biogenesis” 或供不应求“insufficient supply”都会导致秩序紊乱,从而使细胞丧失功能。因此这些问题都需要接下来仔细的研究才能有望解决。



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