美國CHAMPAIGN-Illinois大學(xué)的研究人員為新一代新陳代謝設(shè)備配備了一個新的溫度計探頭，可以快速測量細(xì)胞溫度，從而產(chǎn)生熱量。
研究人員發(fā)現(xiàn)，線粒體是電池的發(fā)電站，它通過釋放儲存在內(nèi)部質(zhì)子“電池”中的電能來快速釋放熱量。他們說，更好地理解這一過程可能會為肥胖和癌癥的治療指出新的目標(biāo)。
在機(jī)械科學(xué)與工程教授Sanjiv Sinha的帶領(lǐng)下，他們在《自然》雜志《通訊生物學(xué)》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
辛哈說：“產(chǎn)生熱量是線粒體在代謝活動中心作用的一部分?！八枰獮榧?xì)胞活動產(chǎn)生能源資金。在大多數(shù)情況下，熱量是副產(chǎn)品之一。但是有一種機(jī)制可以提升這個過程，在身體需要的時候產(chǎn)生更多的熱量。這就是脂肪細(xì)胞在體溫下降時需要加熱時所做的事情?！?
為了更好地理解這種熱量輸出的增加，研究人員開發(fā)了一種微型快速讀數(shù)溫度計探頭，用于測量活細(xì)胞內(nèi)部的溫度。事實證明，機(jī)械設(shè)計具有挑戰(zhàn)性：它必須足夠長，才能到達(dá)顯微鏡下的細(xì)胞，但它的直徑足夠小，不會損壞細(xì)胞或破壞其內(nèi)部過程。
“想想我們是如何用舌頭檢測溫度的。我們基本上在做同樣的事情，但是在一個細(xì)胞里，”辛哈說。“我們希望快速衡量正在發(fā)生的事情。這件事在牢房里發(fā)生得很快。就像，如果你給孩子量體溫，你需要快速完成，否則他們會移動，這會贏得‘準(zhǔn)確性’?！?
辛哈的研究團(tuán)隊與伊利諾伊州分子和綜合生理學(xué)榮譽(yù)教授Rhanor Gillette實驗室的研究人員合作，測試富含線粒體的神經(jīng)元菌株的探針。他們使用了在以前的工作中建立的方法來誘導(dǎo)線粒體產(chǎn)生熱量，但是他們被探針可以測量的非?？焖俚臏囟茸兓痼@。
“我們發(fā)現(xiàn)一些結(jié)果與之前發(fā)表的完全不同，”該研究的第一作者、研究生Manjunath Rajagopal說?！拔覀兛吹揭粋€非常大且短暫的溫度峰值——大約5攝氏度，不到一秒鐘。測量的金標(biāo)準(zhǔn)是熒光，但是看到這么短的高爆熱太慢了。我們只需要一個簡單的探頭進(jìn)行高速測量，我們已經(jīng)證明，我們可以找出其他方法遺漏了什么?！?
研究人員此前認(rèn)為線粒體熱量輸出的增加來自葡萄糖的分解，但辛哈團(tuán)隊測量的熱量過高。
“它不能通過代謝儲存的葡萄糖來釋放能量。這完全沒有意義，”辛哈說?！八菑哪睦飦淼模窟@種能量一定有來源?！?
研究人員確定峰值能量與質(zhì)子驅(qū)動蜂窩電池的放電一致。他們通過誘導(dǎo)相似的溫度峰值證實了這一點，特殊的分子可以打開線粒體膜上的蛋白質(zhì)通道。
“在線粒體中，部分葡萄糖代謝以質(zhì)子電池的形式儲存一些能量。它將所有質(zhì)子推到膜的一側(cè)，從而形成能量儲存，”拉賈戈帕爾說?！拔覀兓旧习褍Υ娴哪芰慷搪妨??！?
研究人員計劃使用溫度探針來研究其他細(xì)胞系中線粒體短路的過程，目的是確定治療目標(biāo)。例如，脂肪細(xì)胞有天然存在的蛋白質(zhì)，它打開質(zhì)子門釋放儲存的質(zhì)子能量。辛哈的團(tuán)隊希望與生物學(xué)家合作，研究脂肪細(xì)胞中的過程如何在需要加熱時自然發(fā)生——例如，當(dāng)身體溫度下降時——以及質(zhì)子釋放的蛋白質(zhì)是否可以用作肥胖的治療目標(biāo)。
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！