近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所離子束生物工程與綠色農(nóng)業(yè)研究中心研究員黃青課題組，在凋亡細(xì)胞中線粒體發(fā)生過程研究方面取得重要進(jìn)展。該研究發(fā)現(xiàn)在輻射引起的細(xì)胞凋亡的早期過程中線粒體生物發(fā)生有明顯增強(qiáng)，并指出生物過程觀察對于研究生物效應(yīng)的重要性。相關(guān)研究成果以In-situ observation of mitochondrial biogenesis as the early event of apoptosis為題，發(fā)表在iScience上。

線粒體生物發(fā)生是細(xì)胞對可能引起能量需求增加的外部壓力的生理反應(yīng)，對于維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)方面具有重要意義。以往研究表明，線粒體生物發(fā)生通常可以抑制細(xì)胞凋亡，但對于凋亡細(xì)胞的早期是否有線粒體生物發(fā)生或變化情況并不清楚。這需要對細(xì)胞凋亡過程中線粒體的變化展開實(shí)時觀測。

課題組構(gòu)建了一個雙熒光報告系統(tǒng)（GFP靶向定位于線粒體cox8，mCherry靶向細(xì)胞核基因actin），可用于實(shí)時原位觀測線粒體變化（圖1）。研究將該系統(tǒng)運(yùn)用電離輻射引起細(xì)胞凋亡的過程觀測中，觀測雙熒光蛋白的熒光比值變化，判斷線粒體變化（圖2）。研究檢測了細(xì)胞活力、凋亡、細(xì)胞周期、線粒體生物發(fā)生（圖3）、DNA損傷修復(fù)蛋白等，分析了線粒體動態(tài)變化過程（線粒體穩(wěn)態(tài)檢測指標(biāo)、線粒體質(zhì)量、線粒體形態(tài)、線粒體自噬等）（圖3-6）。

基于對細(xì)胞過程的觀測，研究發(fā)現(xiàn)在輻射凋亡細(xì)胞早期階段，線粒體生物發(fā)生有明顯增強(qiáng)，即在一定條件下早期階段細(xì)胞線粒體生物發(fā)生與后期發(fā)生的細(xì)胞凋亡具有正相關(guān)性，修正了以往籠統(tǒng)認(rèn)為兩者之間負(fù)相關(guān)性的觀念。