線(xiàn)粒體(mitochondrion)是一種存在于大多數細胞中的由兩層膜包被的細胞器，細胞中制造能量的結構，細胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，被稱(chēng)為"power house"。其直徑在0.5到10微米左右。線(xiàn)粒體擁有自身的遺傳物質(zhì)和遺傳體系，但它的基因組大小有限，是一種半自主細胞器。除了為細胞提供能量外，線(xiàn)粒體還參與諸如細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過(guò)程，并擁有調控細胞生長(cháng)和細胞周期的能力。
近日，華南理工大學(xué)高平課題組、中科院動(dòng)物所周琪課題組及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張華鳳課題組合作，揭示了線(xiàn)粒體動(dòng)態(tài)平衡對干細胞胚胎發(fā)育潛能的決定性作用。相關(guān)研究已在線(xiàn)發(fā)表于《細胞代謝》。
全能干細胞具有無(wú)限自我復制能力，并可以分化成所有類(lèi)型體細胞，進(jìn)而發(fā)育成完整生物體。科研人員通過(guò)比較可發(fā)育為生物個(gè)體的iPS細胞以及具備部分全能性但無(wú)法發(fā)育成個(gè)體的iPS細胞，發(fā)現調控線(xiàn)粒體分裂的相關(guān)基因在部分全能性的ips細胞中異常高表達，從而導致這種細胞的線(xiàn)粒體呈現短小且內部結構混亂的“過(guò)度分裂”狀態(tài)。進(jìn)一步研究證實(shí)，線(xiàn)粒體過(guò)度分裂會(huì )影響其在體外的分化潛能。
研究人員將基因改造過(guò)的干細胞植入代孕小鼠子宮內，用四倍體補償實(shí)驗驗證了發(fā)生線(xiàn)粒體過(guò)度分裂的干細胞無(wú)法發(fā)育得到小鼠個(gè)體。機制研究發(fā)現，線(xiàn)粒體過(guò)度分裂會(huì )使得胞內鈣離子水平升高，進(jìn)而導致一種蛋白的降解，從而影響干細胞的分化潛能和胚胎發(fā)育過(guò)程。
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