线粒体

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。

然而，细胞核的限制因素模型无法应用于线粒体中的基因组部分，线粒体是产生化学能并调节诸如新陈代谢和细胞死亡等过程的细胞器。

线粒体是一种很特别的细胞器，根据内共生理论，线粒体源自一种古老的α

线粒体是我们细胞内的重要成员。

操控线粒体进化的核基因。

《自然》杂志上发表的文章中，Tomar等人发现，在小鼠和人类中，精子中的特定线粒体RNA充当父系饮食和线粒体质量的传感器。

但是，子代线粒体中的DNA能够感应父系饮食和线粒体质量的线粒体RNA会从精子传递到卵子，影响后代的代谢。

这一发现支持了mt-tsRNAs的特征作为改变的线粒体质量或功能的“分子读出”的概念。

在受精期间，线粒体sncRNA（mt-tRNA和mt-tsRNA）被传递到卵细胞中，导致一部分胚胎具有较高的这些sncRNA水平，并且表现出涉及线粒体能量生产的基因上调。

该课题组之前发现了一种新型亚细胞结构线粒体相关蛋白聚集体（MAPA），该结构脱离于线粒体网络，大小与线粒体相当，含有线粒体蛋白、胞质泛素化蛋白和泛素结合蛋白p62，因此可以被线粒体蛋白和p62同时标记。

动态的线粒体网络可以根据不同细胞或亚细胞区域的代谢需求，实时调整结构和功能。

第一步是构建一个线粒体突变模型。

分离高纯度的线粒体或单个线粒体，并结合蛋白质组学、基因组学等分析方法，可以为线粒体研究提供重要技术支撑。

然而，现有的线粒体分离技术存在一些局限性，例如依赖外源表达标签、成本高昂、操作复杂和纯度低等问题，阻碍了线粒体研究的深入开展。

线粒体活性的增加使精子有足够的活力游向卵子，但额外的线粒体RNA也会从父亲传给胚胎，改变胚胎从父亲那里得到的信息，损害胚胎的健康。

操控线粒体的核基因

线粒体影响胎儿与胎盘之间的生长比率。

CG11837，不仅能够影响线粒体形态，它的活力还与动物的寿命长短存在显著的正相关性。

结果显示，与对照组相比，这四个基因的活性降低均导致了线粒体形态的异常。

一项对近6万人的线粒体基因组的分析显示了自然选择是如何从人群中去除有害的基因变异的，进而揭示出哪些线粒体DNA位点对人类健康和疾病最为重要。

出线粒体基因组中对健康和疾病最为关键的位点出线粒体基因组中对健康和疾病最为关键的位点精选

等人所著《量化人类线粒体基因组中的限制因素》，《自然》杂志第635卷，第390-397页（2024年）。

这颇具挑战性，因为线粒体基因组规模较小，缺乏中性的非编码变异，且其突变机制独特，所有这些因素意味着用于细胞核基因组的突变模型并不适用。

限制因素揭示出线粒体基因组中对健康和疾病最为关键的位点

我们进行限制因素分析时面临的另一个难题是，人类细胞包含许多份线粒体基因组拷贝。

开展这项工作的一个主要动机源于我们在研究细胞核和线粒体基因组变异时的经验，当时我们意识到限制因素模型对线粒体基因组也会大有帮助。

我们很高兴能为人类遗传学工具包增添一个线粒体基因组限制因素模型及相关指标。

此类模型已被广泛用于研究细胞核基因和基因组区域，但一直缺少线粒体基因组的限制因素模型。

图1|人类线粒体基因组中受限程度最高的位点。

我们为线粒体基因组中的每个基因和区域制定了限制指标。

我们的研究强调了线粒体基因组对人类健康和疾病的重要性。

未来的研究还可以对具体功能尚不明确的受限位点进行探究，以巩固我们对线粒体基因组关键位点的理解。

线粒体DNA局部限制（MLC）分数是一种衡量指标，用于量化线粒体基因组中每个位点的限制程度。

未参与这项研究的Chen说，线粒体的反应是一种权衡。

但以往科学家的目光大多集中在线粒体本身，我们则是转换视角，将关注点放在与线粒体协同演化的细胞核上。

然而，浙江大学联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心的科研团队却另辟蹊径，他们在昆虫核基因组中发现了与线粒体协同演化的基因，其中一个，不仅能影响线粒体本身形态的生长，还能够显著延长昆虫和线虫的寿命。

MitochondrialCommunications不仅关注围绕线粒体功能、结构、动力学、信号传导、基因组、突变、遗传等方面的前沿科学问题，且广泛欢迎涉及线粒体与代谢、衰老、神经退行性疾病、癌症、心血管疾病、免疫系统等领域的科研成果、前沿技术和理论探讨。

Tomar等人发现，喂食雄性小鼠高脂饮食会增加其附睾精子中线粒体小非编码RNA（sncRNA）的水平，这可能是对线粒体功能障碍的响应。

作者发现，当雄性小鼠携带对线粒体功能重要的基因（如Mrpl23和Ndufb8）的突变时，它们的精子中含有高水平的来自mt-tRNA5′端的mt-tsRNAs（而非3′端），并产生了患有代谢障碍的雄性后代。

尽管精子不将突变的mtDNA传递给后代，但线粒体功能的改变——可能通过mt-tRNAs或mt-tsRNAs，或两者兼而有之，以及可能通过其他携带信息的分子——可以深刻影响后代的健康。

换句话说，这种情况将表明在维持线粒体功能与保留精子携带的RNA信息的准确性之间存在权衡。

有趣的是，氧化磷酸化和线粒体的功能状态会影响细胞分化。

通过遗传手段干扰线粒体功能，反映了高脂饮食的效果。

2024年9月26日，南开大学李艳君副教授课题组在期刊MitochondrialCommunications上发表了一篇题为“Innovativemethodsforisolatinghighlypurifiedmitochondriaessentialforbiomedicalstudies”的方法学文章，介绍了两种新型线粒体分离方法，分别用于提取高纯度线粒体和分离异质性线粒体，有效地克服了现有技术的局限性。

第一种方法利用TOMM20抗体偶联的磁珠进行高纯度线粒体分离。

线粒体具有高度的动态性，能够在细胞中不断融合和分裂，实现线粒体之间的物质交换。

这项研究的主要作者、德国亥姆霍兹慕尼黑中心环境表观遗传学研究员RaffaeleTeperino认为，研究结果是有道理的，高脂肪饮食会对线粒体造成压力。

线粒体活性的增加使精子有足够的活力游向卵子，但额外的线粒体RNA也会从父亲传给胚胎，改变胚胎从父亲那里得到的信息，损害胚胎的健康。

一种合理的假设是，高脂饮食在精子中诱导了线粒体损伤或功能障碍，导致mtDNA转录的增加以补偿，从而使精子细胞能够维持能量和运动性。

线粒体活动的增加使精子有足够的能量游向卵子，但额外的线粒体RNA也会从父亲传给孩子，改变了胚胎从其父亲那里获得的信息，损害了其健康。

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。

这使得异质性（即携带某一变异的线粒体DNA拷贝所占的比例）成为衡量选择作用的一个关键指标。

此处所描述的工作填补了这一空白，将有助于更好地理解线粒体基因在人类健康和疾病中所起的作用。

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。