CNS高產(chǎn)學(xué)者Cell：線粒體代謝物測量新法

2016年09月05日訊 最近，Whitehead研究所的科學(xué)家們開發(fā)出一種方法，可快速分離和系統(tǒng)地測量線粒體（被稱為細胞的“動力室”）內(nèi)的代謝物濃度。之前嘗試這種測量，得到的結(jié)果不可靠，要么分離線粒體的時間太長，要么來自其他細胞成分的內(nèi)容物污染了線粒體代謝物。

David Sabatini稱：“這種新方法的優(yōu)點在于，它將速度和特異性結(jié)合起來。我們對在體內(nèi)和其他細胞器（如溶酶體）中應(yīng)用這一流程而感到很興奮。”

通過精確控制的化學(xué)反應(yīng)，線粒體以ATP的形式產(chǎn)生能量，并在細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要的作用。線粒體功能障礙存在于一些疾病中，包括帕金森氏病、心血管疾病和線粒體疾病。到現(xiàn)在為止，探究這些重要細胞器的內(nèi)部代謝運作，一直是具有挑戰(zhàn)性的和不準確的。

分析線粒體代謝產(chǎn)物的常規(guī)方法，涉及使用幾輪的離心來純化線粒體，這個過程需要進行一個多小時來完成。據(jù)David Sabatini實驗室的研究生Walter Chen介紹，在研究代謝產(chǎn)物時，時間是一個重要的問題。

Chen說：“即使你使樣品保持在4攝氏度或0攝氏度，以減緩任何反應(yīng)，你得到的線粒體代謝曲線仍然逐漸失真，因為酶仍然在起作用，所以轉(zhuǎn)運蛋白也在起作用。隨著時間的推移，線粒體在細胞外變得越來越不快樂了?！?/p>

另一種常用來分析線粒體代謝產(chǎn)物的方法，依賴于簡化的離心分離，來分離線粒體。雖然更快，但是這個流程也帶來了非線粒體物質(zhì)和其他細胞器，因此由于來自其他線粒體的代謝產(chǎn)物，使得真正的線粒體信號失真。

為了減少分離線粒體需要的時間，同時增加代謝物分析的精度，Chen采取了一種完全不同的方法--快速純化。他將線粒體的外部涂上表位標(biāo)簽，并添加了覆蓋有標(biāo)簽特異性抗體的的微珠。通過鎖定這些標(biāo)簽，抗體將線粒體連接到微珠上，從而使Chen能夠容易地分離線粒體，打破線粒體，并在10分鐘內(nèi)停止所有的酶活性。根據(jù)他的分析，這種更快的方法所產(chǎn)生的結(jié)果，能夠更好地反映一個活細胞內(nèi)實際的線粒體代謝水平。

Chen指出：“根據(jù)目前為止我們的數(shù)據(jù)顯示，用這種方法分析線粒體，絕對會帶給你更大的分辨率，超過傳統(tǒng)方法分析整個細胞所獲得的分辨率。我認為這將是相當(dāng)強大的，這正是我最興奮的地方。我已經(jīng)看到，這可能給人們指出了新的和有趣的方向?！?/p>

Chen說，該方法是非常靈活的，可以適用于分析其他細胞器的代謝產(chǎn)物，并能夠把受線粒體功能障礙影響的細胞（如受帕金森氏病損壞的神經(jīng)元）內(nèi)的線粒體，與似乎不受疾病影響的正常細胞或其他類型的細胞進行比較。

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