线粒体将废物分离

为了保护自己免受有害物质的伤害，细胞需要保持线粒体——可以说是锅炉房——井井有条。到目前为止，还不清楚这种清理工作是否包括在消化线粒体时对有缺陷的蛋白质进行分类。Jörn Dengjel博士来自生物系统分析中心(ZBSA)，弗莱堡高级研究所(FRIAS)和弗莱堡大学生物信号研究卓越集群BIOSS中心，现在已经与以色列耶路撒冷希伯来大学的研究人员合作，发现蛋白质在线粒体的不断融合和裂变中被分类。该团队在杂志上发表了他们的研究结果自然通讯．

细胞自噬的过程，在这个过程中微小的消化泡包围着细胞线粒体，为细胞回收废物。受损的蛋白质不能再正确地执行其功能，需要被分解。线粒体消化错误出现在老年人和神经退行性疾病，如帕金森氏症和阿尔茨海默症。更好地理解细胞自噬可能是抵消细胞成分错误降解的关键，有可能使研究人员开发新的治疗方法神经退行性疾病．

与细菌相比，酵母细胞拥有线粒体，也很容易在实验室中生长。研究人员使用酵母来观察细胞自噬的过程。希伯来大学的Hagai Abeliovich博士开发了一种让酵母细胞消化线粒体的新方法。目前，研究人员通过用化学物质对细胞施加压力来实现这一目的。通过这种新方法，长期培养的酵母细胞开始自行消化线粒体——一旦它们耗尽了所有可用的营养物质。在线粒体分裂过程中，邓吉尔成功地测量了线粒体内的所有蛋白质是否以相同的速度分解。事实上，细胞分解某些蛋白质的速度比其他的更快。当他在荧光显微镜下观察细胞时，他确定了线粒体中标记的蛋白质也有不同的表现。它们似乎是有序的。

进行分类的规则还不为人知。然而，研究人员证明了线粒体动力学的参与:线粒体不断融合和分裂，在这个过程中形成一个网络。缺乏这些动力，但形成小而圆的线粒体的转基因酵母显示不出蛋白质的排序。“随着每次融合和裂变，受损的蛋白质被慢慢地分类到网络的一个区域。这些线粒体被标记并被分解，”邓吉尔说。换句话说，细胞自噬起着垃圾收集器的作用，为细胞分离和回收废物。现在邓吉尔想要找出这些被分类的蛋白质的特征。

酵母细胞在长期培养中消化线粒体。这个过程被称为自噬。以不同速度消化的蛋白质用荧光染料标记。(©Joern Dengjel)