線粒體(mitochondrion)是一種存在于大多數(shù)細胞中的由兩層膜包被的細胞器，細胞中制造能量的結(jié)構(gòu)，細胞進行有氧呼吸的主要場所，被稱為"power house"。其直徑在0.5到10微米左右。線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，線粒體還參與諸如細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過程，并擁有調(diào)控細胞生長和細胞周期的能力。
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，揭示了線粒體動態(tài)平衡對干細胞胚胎發(fā)育潛能的決定性作用。相關(guān)研究已在線發(fā)表于《細胞代謝》。
全能干細胞具有無限自我復(fù)制能力，并可以分化成所有類型體細胞，進而發(fā)育成完整生物體。科研人員通過比較可發(fā)育為生物個體的iPS細胞以及具備部分全能性但無法發(fā)育成個體的iPS細胞，發(fā)現(xiàn)調(diào)控線粒體分裂的相關(guān)基因在部分全能性的ips細胞中異常高表達，從而導(dǎo)致這種細胞的線粒體呈現(xiàn)短小且內(nèi)部結(jié)構(gòu)混亂的“過度分裂”狀態(tài)。進一步研究證實，線粒體過度分裂會影響其在體外的分化潛能。
研究人員將基因改造過的干細胞植入代孕小鼠子宮內(nèi)，用四倍體補償實驗驗證了發(fā)生線粒體過度分裂的干細胞無法發(fā)育得到小鼠個體。機制研究發(fā)現(xiàn)，線粒體過度分裂會使得胞內(nèi)鈣離子水平升高，進而導(dǎo)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)育過程。
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