IT|人体细胞内的细菌祖先--线粒体 可能导致了广泛的神经和精神疾病
北京时间3月3日消息 , 据国外媒体报道 , 线粒体是大脑健康的关键因素吗?一些研究人员怀疑线粒体作为人体细胞内的细菌祖先 , 可能导致了广泛的神经和精神疾病 。
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构成人类基因组的DNA包含在细胞核中 。但是线粒体拥有自己的一套环状DNA , 这很可能是它们古代祖先细菌的残留 。
在地球最早期生命浮游在浅水环境之前 , 生命进化史上最重要的一次遭遇发生了 , 原始细菌被人类最古老的祖先(一种独立、自由漂浮的细胞)吞噬 , 两者融合在一起 , 形成一种互惠互利的关系 , 持续了10亿多年时间 。在这种互惠互利关系下 , 后者提供了一个安全舒适的家园 , 前者则变成一个发电站 , 为维持生命的必要过程提供燃料 。
这是迄今为止关于线粒体如何形成的最好假设 , 现今人体内生活着数万亿个线粒体 , 它们不断地生成三磷酸腺苷(ATP) , 作为持续人体细胞的分子能量来源 。尽管线粒体不可避免地被整合到人体组织 , 但它们也携带着远古细菌的残留 , 例如:它们自己拥有一套DNA 。
这些特征使得线粒体既是人体细胞的关键元素 , 也是健康问题的潜在来源 , 就像构成人类基因组的细胞核内DNA一样 , 线粒体DNA也可能发生突变 。年龄、压力和其他因素可能会破坏线粒体的许多功能 , 最重要的是 , 线粒体损伤会释放一些分子 , 由于它们与细菌产生的分子相似 , 会被人体免疫系统误认为外来入侵者 , 从而引发针对人体自身细胞的有害炎症反应 。
有一个器官似乎特别容易遭受线粒体损伤——渴望能量的大脑 , 细胞对能量需求越高 , 它们的线粒体就越多 , 线粒体健康度也就变得更加至关重要 , 因此潜在地可能更容易出问题 。据不完全统计 , 人体每个神经元可能有多达200万个线粒体 。
尽管线粒体对于人体复杂而庞大的身体组织而言显得十分微小 , 但是越来越多的科学家开始关注线粒体对大脑健康的积极作用 , 并开展一些实验 , 研究人类和动物的线粒体 , 虽然此类研究尚处于初步阶段 , 研究人员认为线粒体可能是几乎所有类型大脑功能紊乱的关键因素 , 包括:自闭症等神经发育缺陷疾病、抑郁症和精神分裂症等精神疾病、帕金森症等神经退化性疾病 。对于研究大脑疾病的研究人员来讲 , 线粒体可能是揭晓这些疾病的核心因素:遗传倾向和环境影响如何相互作用 , 导致人们处于患病风险状态 。
“发电站问题”
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上世纪60年代 , 研究人员发现线粒体拥有一套独特的遗传物质 , 调查显示 , 线粒体DNA像细菌DNA一样 , 可以形成一个环状链 , 仅编码37个基因 , 这仅是人类基因组中发现的数万个基因中的一小部分 。
不久之后 , 在上世纪70年代 , 美国耶鲁大学博士生道格拉斯·华莱士对线粒体DNA产生了浓厚兴趣 , 他推理称 , 由于线粒体是人体能量的主要制造者 , 它们发生DNA突变就会导致疾病 , 当时没有人认为该观点是一种合理解释 。
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