光能线粒体照明的衰老过程机制

一项新的研究表明，基因工程线粒体可以将光能转化为细胞可以使用的化学能，最终延长线虫线虫的寿命。该研究阐明了衰老过程中的重要机制，并可能为与年龄相关的疾病带来新的治疗方法。

该研究结果发表在《自然衰老》杂志上的一篇题为“线粒体膜电位的光遗传学再生延长了秀丽隐杆线虫的寿命”的文章中。

“线粒体功能障碍在衰老过程中起着核心作用，但确切的生物学原因仍在确定中，”研究人员写道。“在这里，我们表明，使用光激活质子泵在成年期通过光遗传学增加线粒体膜电位可改善与年龄相关的表型并延长秀丽隐杆线虫的寿命。”

“我们知道线粒体功能障碍是衰老的结果，”罗彻斯特大学医学中心麻醉学和围手术期医学以及药理学和生理学副教授、该研究的资深作者AndrewWojtovich博士说。“这项研究发现，使用光能线粒体简单地促进新陈代谢可以使实验室蠕虫更长寿、更健康。这些发现和新的研究工具将使我们能够进一步研究线粒体并确定治疗与年龄相关的疾病和更健康的年龄的新方法。”

来自美国和德国的一组研究人员对秀丽隐杆线虫线粒体进行了基因工程改造，使其包含从真菌中获得的光激活质子泵，该团队在2020年EMBO报告的一篇论文中首次描述了这一成就。在目前的研究中，当暴露在光下时，质子泵会移动带电离子穿过膜，利用光能为线粒体充电。

BrandonBerry博士是这两项研究的第一作者，他在罗切斯特大学获得生理学博士学位，现在是华盛顿大学的博士后学者。“线粒体类似于工业发电厂，因为它们燃烧碳源，主要是葡萄糖，为细胞产生有用的能量，”Berry说。“我们所做的基本上是将太阳能电池板连接到现有的发电厂基础设施上。在这种情况下，太阳能电池板是光遗传学工具mtON。除了正常的燃烧途径外，正常的线粒体机制还能够利用光能提供ATP。”

他们的发现提供了直接的因果证据，表明挽救与年龄相关的线粒体膜电位下降足以减缓衰老速度并延长健康寿命和寿命。

“我们需要更多地了解线粒体在动物体内的真实行为，”Berry说。“首先是在蠕虫中，就像目前的研究一样，然后是在培养的人类细胞和啮齿动物中。这样，未来的研究将充分了解情况，以针对最有可能参与人类疾病和衰老的参与者。”