细胞的动力源：线粒体具有废物处理机制，可以摆脱突变的mtDNA

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科隆大学的科学家发现了细胞如何消除突变的线粒体DNA（mtDNA）。线粒体是我们细胞的动力源。可以将我们食物中的化学能转化为生物可用的形式。

来自科隆大学团队的研究人员发现，mtDNA的突变导致线粒体膜中蛋白质的局部重排。突变的mtDNA被靶向消除并受到自噬，即细胞“废物处理”。研究结果发表在Nature Communications上，题为Mitochondrial membrane proteins and VPS35 orchestrate selective removal of mtDNA。

mtDNA的突变由组织衰老而积累，进而会导致许多与衰老相关的疾病。每个细胞中有数千个拷贝mtDNA，因此线粒体功能仅在突变mtDNA分子的百分比超过某个阈值时受损。长期以来，线粒体损伤（包括急性mtDNA损伤）会触发线粒体自噬过程。在这个过程中，功能失调的线粒体部分被选择性地降解和回收。

本研究的主要作者David Pla-Martin博士解释道：“这种机制不会影响细胞的线粒体禀赋，而只会清除受损的mtDNA。通过标记邻近的蛋白质，我们发现mtDNA损伤导致内体在细胞附近募集。它们的去除是通过类核蛋白Twinkle和线粒体膜蛋白SAMM50和ATAD3的相互作用协调的。ATAD3控制它们的分布，SAMM50诱导类核的释放和转移到所谓的内体。“这还可以防止免疫反应的激活，蛋白质VPS35是逆转录体的主要成分，介导早期内体成熟为晚期自噬囊泡，最终发生降解和回收。

使用mtDNA突变导致肌肉再生受损的小鼠模型，科学家们还表明，可以通过用雷帕霉素刺激自噬机制的活性来去除选择性突变的mtDNA。因此，mtDNA拷贝的总数保持不变，保留了线粒体功能。

该研究的Rudolf Wiesner教授补充说：“编码这些蛋白质的基因突变导致严重的神经系统疾病，例如VPS35帕金森病。我们现在希望将这些蛋白质用作新的分子靶标，为这些与衰老相关的疾病开辟全新的治疗选择。尽管治疗应用的道路可能仍然很长，但他们在这里看到了一种有前途的方法。

来源：Nature Communications. Mitochondrial membrane proteins and VPS35 orchestrate selective removal of mtDNA. Eurekalert.