线粒体神秘：调查细胞的电力包燃料对罕见，常见的疾病的理解

线欧宝娱乐地址粒体，我们细胞的动力来源，本可以成为“牛奶?”运动的好模型;他们对钙的渴求永无止境。

“这是一个令人难以置信的现象。当你给线粒体一个脉冲钙哈佛医学院(Harvard Medical School)系统生物学教授、马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)医学教授Vamsi Mootha说。

参加并发送钙似乎是线粒体的一种方式与细胞的其余部分协调他们的活动。细胞可以在运动期间将钙信号发送到线粒体到涡轮增压能量产生。吸收和选择性释放钙也可能允许线粒体到微调细胞信号，这些信号影响神经递质，肌肉收缩，胰岛素释放，基因活性和细胞生长的释放。

在倒塌的侧面，线粒体过度地释放在钙中可以爆裂和触发细胞死亡。线粒体中的钙累积已被记录在常见的年龄相关的条件下，例如神经变性疾病，2型糖尿病和肌肉萎缩。

虽然研究人员已经注意到几十年前，线粒体浸泡了像海绵的钙，但他们无法理解它是如何发生的 - 或者过程可能在疾病中发挥作用 - 直到他们确定了所有球员。

进入Mootha和他的生物学家，计算机科学家，生物化学家和临床医生团队。在过去的10年中，他们系统地编目了每种蛋白质的蛋白质（它们发现了超过1,000个）并计算出哪些蛋白质钙的摄入量（约五）。

现在，他们来报告科学快讯他们已经找到了他们认为的是钙运输链中的最后一个链接：一种叫做emre（“Em-ray”）的蛋白质。

该寻找承诺不仅进一步解释了线粒体的工作，而且还开放了调查钙的穿梭可能与疾病的穿梭 - 包括在生命的第一个月内杀死的罕见线粒体疾病。Mootha和他的临床合作者长期以来一直从事试图改善这种儿童的诊断和关怀。

“一如既往地进行了基础研究，难以期待疾病相关性可能是什么，如果有的话，”2004年收到麦克阿瑟奖学金或“Genius Grant”的Mootha表示，但是因为我们看到了这么多钙的过载病理状态，我们有强烈的理由相信，了解这一频道将提供对这些疾病过程的洞察力。“

线粒体如何吮吸它

几年前，Mootha的实验室使用比较基因组学和计算相结合的方法来确定他们所称的钙单转运体的主要成分，即从细胞体中运输钙，并且只运输钙的分子，通过线粒体的膜。

研究人员确定线粒体不能含有钙，而没有伴有MCU的关键蛋白质，其位于内膜并形成孔，以及它们名为MICU-1和MICU-2的两个相关蛋白质，它起到像传感器一样孔隙的进入。最近还报告了一个名为MCUB的MCU的重复副本。但他们怀疑这个故事更多。

由于该团队已达到“计算的限制”，莫塞纳实验室和本文首次作者的博士后研究员Yasemin Sancak，将生化技术应用于实验室菜单中的人体细胞，以发现任何剩余的球员。

她发现一个更独特的蛋白质，emre，她认为有两种功能：将Micu-1 / Micu-2传感器连接到MCU孔隙，并在必要时保持通道向钙开放到钙。

因为适当的钙转运与稀有的新陈代谢误差以及几乎每一个常见的年龄相关病理学相关，我们认为这些组件可以提供患有疾病的见解，甚至是治疗线粒体的机会，“Sancak说。

该团队还进行了一种进化分析，并发现EME是比其合作伙伴更新的蛋白质。

“MCU和Micu-1 / Micu-2是在真核生物诞生期间最早的线粒体的一部分。这是一个古老的途径。Emre是特别的，因为它出生在动物，”Mootha说。

“我们认为这意味着动物需要比更简单的生物更复杂的钙调节，”Sancak补充说。

无论疾病还是健康

Mootha实验室的一部分试图了解线粒体工作的基本原理，另一部分则在研究线粒体功能障碍与疾病之间的联系。

Mootha希望最终帮助的一个群体是患有罕见线粒体疾病的婴儿和儿童。出生时，无论是核DNA(产生他的团队编目的1000种线粒体相关蛋白质)还是线粒体自身DNA(产生13种蛋白质)都有缺陷，这样的孩子通常会在出生后的几个月或几年内死亡。

“一些孩子会失明，一些会神经退化，一些会心肌病，还有一些会有消化道停止运动。目前,我们不知道这些缺陷的机器内线粒体产生病理的不同光谱,”而说,他花更多的时间在实验室里比看到这类患者近年来部分是因为几乎没有他能为他们做没有推进研究。

“这些疾病是毁灭性的，我们诊断工具差，没有有效的疗法，”他说。

结合其1,000蛋白的目录随着基因测序的暴露成本，他的团队迄今为止识别十几种基因，对线粒体疾病负责，并开始在患者中进行特异性诊断。世界各地的其他医生和科学家都在追随他们的领先者。

现在他的实验室的另一部分能够专注于为孩子们开发疗法。

钙信号是否与这些障碍有任何关系尚未确定，莫塔说，虽然他怀疑它会发挥作用。

“我们的一个假设是线粒体的缺陷导致一些缺陷导致一些中的次要改变钙信号传导，这可能会产生一些病理学，“他说。”还没有遗传证据，但钙在这些疾病中很重要。它回到了目的，现在我们知道这些组件，我们可以排序一些患者的基因并询问，嘿，这是什么疾病的原因是什么？“

同样的道理也适用于更常见的与线粒体功能障碍有关的疾病，如神经退行性变和2型糖尿病。

“现在我们不知道什么是鸡，什么是蛋。细胞是否正在死亡，线粒体是否因钙而肿胀?还是线粒体因钙而肿胀，导致了这种病理?”“我们现在能够做的一件事就是从基因上扰乱钙的输送管道线粒体并与严谨追求这些问题。“

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