不老药的前世今生系列之生命的发电机

风靡世界的好莱坞大片《变形金刚》中，希亚·拉博夫饰演的山姆·维特维奇发现了寻找“火种源”的地图，而汽车人和霸天虎则为了夺取“火种源”，爆发了正义与邪恶之战。电影中，“火种源”即是变形金刚火种的来源也是其能量之源，它的毁灭也意味着变形金刚将不复存在。同样，存在于细胞内的线粒体，也是人类生命的能量之源。线粒体是细胞内的能量工厂，以ATP的形式供给生命所需的能量。数量极其庞大的线粒体构成了包括人类在内的生命的发电机，保障了细胞、组织和器官等多层次生命活动的有序进行。同时，线粒体结构和功能的异常也会导致多种衰老相关的退行性和代谢性疾病。本期“醉心科学”科普团队将和大家一起揭开线粒体调控人类健康与衰老的神秘面纱。

电影《变形金刚》剧照

线粒体的发现之旅

线粒体由双层膜构成，其内膜经过折叠形成为表面积极大的内膜系统。同时，线粒体内含有环化DNA及独立于细胞核的RNA转录与蛋白质翻译系统，因此线粒体的起源，是一个长期争议的生物学问题。

线粒体科幻图

关于线粒体的起源，目前主要有两种不同的观点：分化学说和内共生学说。分化学说认为真核细胞的前身是一种进化上比较高等的好氧细菌，为了满足呼吸的需要，细菌细胞膜开始内陷和分化，并将基因组包裹在双层膜结构中，最终形成了线粒体的雏形。后来进一步进行了分化，形成了具有能量代谢功能的细胞器。与之相反，目前广受支持的内共生学说则认为在十几亿年前，有一种具有吞噬能力的原始真核细胞，先后吞噬了几种原核生物，这些被吞噬的细菌并没有被消化分解，而是在原始真核细胞中生存了下来，最终经过长时间的进化，最终成为宿主细胞内负责能量代谢的细胞器。

线粒体内共生假说示意图

随着光学显微镜和电子显微镜等研究工具的出现和发展，人们对线粒体的认识也在逐渐深入。年，瑞士解剖学家及生理学家AlbertKoelliker首先在肌肉细胞的细胞质中发现了一种颗粒状结构。年，德国科学家CarlBenda观察到这些“颗粒结构”时而呈线状，时而呈颗粒状，因此用希腊语中“线”和“颗粒”对应的两个单词“mitos”和“chondros”，组成“mitochondrion”来命名这种结构，从此这个名称便被一直沿用至今。由于线粒体对于细胞的生理功能至关重要，因此对于线粒体的每一次研究突破都会备受







































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