Science修订线粒体作用模型

线粒体是细胞内的重要器官，负责从营养物质中提取能量，并将其转化为细胞可用的能源。2008年科学家们在实验观察的基础上，提出了修订版的线粒体作用模型，他们对这一新模型进行了验证。文章发表在本期的Science杂志上。

营养物质的摄取消化和吸收，是为了给机体内的细胞提供能量。消化道对营养物质进行分解，从糖/碳水化合物释放葡萄糖，从蛋白释放氨基酸，从脂肪释放脂肪酸。这些产物随后进入细胞，在线粒体中被加工，从而释放能量。

这项研究的领导者Dr. Enríquez说：“理解细胞的产能机制是了解生命系统的基础，这也是上个世纪生化领域的主要研究课题。人们在八十年代初期，阐述了线粒体完成上述任务的过程，又在九十年代解析了相关分子的结构。线粒体的产能机制，被认为是人们最为了解的细胞过程之一。”

然而，科学家们在研究线粒体疾病时，却发现事情没那么简单。此前的线粒体作用模型，无法解释这些疾病的症状，人们也无法利用这一模型开发出有效的治疗方式。这些都说明我们对线粒体功能的了解并不完全。

食物分子所释放出的能量，被暂时储存在两类分子中（N和F）。这类分子不能作为细胞的直接能量源，需要线粒体中的五种复合体（I、II、III、IV和V），将其中储存的能量转化为细胞的通用能源ATP。

人们一直认为，上述五种复合体在线粒体内膜中自由飘浮，不存在相互作用。而Dr. Enriquez的团队发现这一观点并不正确。“这五种复合体并不是独行侠，”Dr. Enríquez解释道。“它们会以不同的组合，形成呼吸链超级复合体。而我们的这项新研究，阐明了这些超级复合体的作用。”

研究显示，这些超级复合体的组成是动态的，可以根据N和F分子的相对丰度进行优化，提高超级复合体提取能量的效率。也就是说，超级复合体的组成，能够反映食物中的营养组成。

研究人员解析了超级复合体的组成，阐明了不同复合体组合的功能。“细胞从食物分子中提取能量的系统，比人们所设想的更为多变，可以根据食物的营养组成（或者特定的细胞类型）进行调解，”Dr. Enríquez说。

研究团队还意外的发现，在遗传学分析中使用得最广泛的小鼠系，不能正确装配呼吸链超级复合体。在这种情况下，用这些小鼠进行实验，并将结果推理到人类，就并不那么可靠。