線粒體是細(xì)胞內(nèi)的重要器官，負(fù)責(zé)從營養(yǎng)物質(zhì)中提取能量，并將其轉(zhuǎn)化為細(xì)胞可用的能源。2008年科學(xué)家們在實驗觀察的基礎(chǔ)上，提出了修訂版的線粒體作用模型，他們對這一新模型進(jìn)行了驗證。文章發(fā)表在本期的Science雜志上。

營養(yǎng)物質(zhì)的攝取消化和吸收，是為了給機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞提供能量。消化道對營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行分解，從糖/碳水化合物釋放葡萄糖，從蛋白釋放氨基酸，從脂肪釋放脂肪酸。這些產(chǎn)物隨后進(jìn)入細(xì)胞，在線粒體中被加工，從而釋放能量。

這項研究的領(lǐng)導(dǎo)者Dr. Enríquez說：“理解細(xì)胞的產(chǎn)能機(jī)制是了解生命系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這也是上個世紀(jì)生化領(lǐng)域的主要研究課題。人們在八十年代初期，闡述了線粒體完成上述任務(wù)的過程，又在九十年代解析了相關(guān)分子的結(jié)構(gòu)。線粒體的產(chǎn)能機(jī)制，被認(rèn)為是人們最為了解的細(xì)胞過程之一。”

然而，科學(xué)家們在研究線粒體疾病時，卻發(fā)現(xiàn)事情沒那么簡單。此前的線粒體作用模型，無法解釋這些疾病的癥狀，人們也無法利用這一模型開發(fā)出有效的治療方式。這些都說明我們對線粒體功能的了解并不完全。

食物分子所釋放出的能量，被暫時儲存在兩類分子中（N和F）。這類分子不能作為細(xì)胞的直接能量源，需要線粒體中的五種復(fù)合體（I、II、III、IV和V），將其中儲存的能量轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的通用能源ATP。

人們一直認(rèn)為，上述五種復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中自由飄浮，不存在相互作用。而Dr. Enriquez的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這一觀點(diǎn)并不正確?！斑@五種復(fù)合體并不是獨(dú)行俠，”Dr. Enríquez解釋道?！八鼈儠圆煌慕M合，形成呼吸鏈超級復(fù)合體。而我們的這項新研究，闡明了這些超級復(fù)合體的作用?！?/SPAN>

研究顯示，這些超級復(fù)合體的組成是動態(tài)的，可以根據(jù)N和F分子的相對豐度進(jìn)行優(yōu)化，提高超級復(fù)合體提取能量的效率。也就是說，超級復(fù)合體的組成，能夠反映食物中的營養(yǎng)組成。

研究人員解析了超級復(fù)合體的組成，闡明了不同復(fù)合體組合的功能?！凹?xì)胞從食物分子中提取能量的系統(tǒng)，比人們所設(shè)想的更為多變，可以根據(jù)食物的營養(yǎng)組成（或者特定的細(xì)胞類型）進(jìn)行調(diào)解，”Dr. Enríquez說。

研究團(tuán)隊還意外的發(fā)現(xiàn)，在遺傳學(xué)分析中使用得最廣泛的小鼠系，不能正確裝配呼吸鏈超級復(fù)合體。在這種情況下，用這些小鼠進(jìn)行實驗，并將結(jié)果推理到人類，就并不那么可靠。