線粒體DNA「大逃亡」？Science首次揭示這一微妙時刻

Monash BDI researchers Professor Ben Kile （左） 、Dr Kate McArthur

線粒體是維持細胞能量供給、有氧呼吸的主要場所。一旦遭受破壞，它們能夠引發機體免疫反應，從而造成更大的傷害。因為線粒體DNA（mtDNA）與細菌DNA有很多相似之處，所以一旦細胞接觸到逃脫線粒體的DNA，就會接收到類似於病原體入侵的信號，從而激活免疫系統。

雖然mtDNA的釋放被認為是引發自身免疫性疾病的原因之一，但是這類DNA如何從線粒體內逃脫？這一直是個謎。

DOI: 10.1126/science.aao6047

現在，藉助於先進的顯微鏡系統，莫納什大學生物醫學研究所（BDI）的Benjamin Kile教授團隊發現並記錄下這一過程。

在細胞凋亡過程中過程中，線粒體DNA（綠色）「逃離」線粒體（紅色）。視頻來源：Dr Kate McArthur (Monash BDI) and Dr Lachlan Whitehead (WEHI) and The Advanced Imaging Centre at Janelia Research Campus。

Benjamin Kile團隊發現，當細胞凋亡時，兩種蛋白——BAK和BAX會被激活。「這些『殺手』蛋白會在線粒體外膜上『開孔』，導致細胞內容物溢出，包括mtDNA。」 Kile教授解釋道。

這一微妙的時刻被蒙納士大學的Titan Krios冷凍電鏡、Eliza Hall研究所的晶格層光顯微鏡捕捉到。其中，晶格層光顯微鏡由諾貝爾獎獲得者Eric Betzig開發，能夠以高解析度觀察活體細胞。

BAK和BAX旨在終結細胞，但是溢出的DNA會造成間接傷害。如果已不能正常控制，mtDNA會引發免疫反應、帶來炎症。「這一發現是罕見的，但是它能夠加深對於自身免疫性疾病的理解。」研究人員強調道。

參考資料：

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