北大教授席鹏：发明线粒体DNA跟踪法，攻克癌症的“照明灯”

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北大教授席鹏：发明线粒体DNA跟踪法，攻克癌症的“照明灯”
5 g: @! ~/ E* X( ]& ?8 y- S来源：时光派 2020-11-26 22:03
8 f: b: z* x8 L; ]6 P# f- m9 `线粒体被称为细胞中的“能量工厂”，细胞中绝大部分的能量供应都来自于它。昨日是建军节，如果生病被认为是一场战争，那么线粒体就是炊事班，专门给前线打仗的免疫战士—T细胞，负责救死扶伤的医生护士——腺体和上皮细胞，后备军—多功能干细胞，提供红烧肉，猪肉炖粉条，麻辣小龙虾，清蒸黄瓜鱼，让军队战斗力扛扛的。
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如果炊事班出问题，不煮红烧肉，改煮糠咽菜，那么军队吃不饱，轻则没战斗力，重则全军覆没，所以线粒体非常重要。
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, a' Z9 w9 }: Q4 O5 C& |炊事班出问题最严重的一种，那就是叛变，煮的不是军饷，而是鸿门宴，刘备一进帐篷，炊事班就摔杯为号，账外埋伏的五百刀斧手，跳出来把刘备砍死了。
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这就叫癌变，细胞就变成了癌细胞，就应了南宁周某的那一句话——打工不如创业。8 x0 F0 K3 _0 N' o! g$ u  T
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线粒体的癌变原因1 W. `& o! }' [$ G% U  h
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线粒体之所以癌变，并不是本身结构发生癌变，而是线粒体内部含有少量DNA，是内部的DNA发生癌变，才让线粒体癌变。曾几何时，线粒体也是一名好学生，在远古时期，被细菌入侵，细菌里的DNA和线粒体融为一体，被传为一段细菌和细胞共生关系的外交佳话。
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但非我族类其心必异，没过多久，细菌的DNA就发生叛变，鸠占鹊巢，把刀架在线粒体脖子上就开始起义了。线粒体拿着刀，哭着说：琛哥，我也是被逼得。
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0 U8 O/ B. v8 K0 u! A( w. A) f镇压癌细胞容易，研究不容易6 v1 F. i! V2 K' ]
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总之，线粒体就这么被迫叛变了，变成了太平天国，横扫江南，生灵涂炭，三千万人死亡。管你初心是否善良，当前的任务就是消灭之，并且预防再次起义。7 I) l7 n3 c2 ?+ x

' ]0 f9 m/ H! R8 }! |8 H要想如何预防起义，那么就要跟踪线粒体的动向，但是在过去，这一直是科学界的一项难题。
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一是分辨率不够，传统的显微镜，分辨率只有300纳米左右，可以辨认线粒体，但无法辨认线粒体的关键位置——线粒体，线粒体是叛军DNA的山寨。. d$ }8 W- d6 C) N
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二，副作用明显。为了辨认叛军的DNA准确的GPS位置，科学家发明了更厉害的显微镜观察法——STED超分辨技术。你可以这么理解，在传统显微镜上，加了个功率超强的探照灯。结果功率超强，加的不但是探照灯，还特么是个加特林激光炮，山寨是看清楚了，里面的叛军也死了。
6 t" [1 M$ R/ g  y7 S7 ?科学界急需安全的辨认技术。* Y/ H  m6 t) h" H, ]- Q3 y5 g% _  G

: o3 g/ C# m; ]北大教授发明新型追踪术
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; y9 o& S6 W: n为了解决副作用的问题，北京大学的席鹏教授团队历时两年，终于发明了安全的线粒体跟踪染料，名叫MitoESq-635。: H- A. M1 j# e. p2 y: U
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MitoESq-635是一种线粒体染料，泼到线粒体身上，被光照后，就会发出荧光，线粒体脊的内裤就全被看光了。, q& r( T3 {; d4 ?  j1 k5 v% Z/ j& l

, \4 w/ ^3 [! J* P4 vMitoESq-635和以往的染料相比，具有两大优点：# {9 f$ f8 S5 X+ G( z3 Z

  M, X+ \% O# L) }6 f一，具有更强的荧光性，STED辨认技术只需要更少强度的光强，就能观察到线粒体脊的内裤，防止它的死亡。
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二，具有更高的稳定性，以往的燃料照几分钟就挥发了，MitoESq-635能够持续59分钟，让科学家可以长时间的观察内裤，可谓功德无量。
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在两大优点的助攻下，席鹏教授将分辨率提高到了35.2纳米，足足提升了9倍。  v3 c. h8 @( D3 t* a3 L

  X3 G8 A8 O8 j( E$ U5 T席鹏发现了啥？
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7 a  K) e7 X* s$ n- a席教授在用该技术首次准确的观察了线粒体。清晰的观察到线粒体DNA的动态变化，利用成像技术，将场景绘制成录像，展现了出来。% C3 ~; N2 w8 c

* s3 i4 I1 L/ E其次，场景细节丰富，使用三维切片观察，从三个方向同时观察线粒体的内裤，可谓是偷窥欲极强了。" g& n) c% F2 B3 d
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再次，平衡了分辨率，信噪比，拍摄时间等几方面的参数，分析线粒体在光照下，打开又聚合的过程，并确定最合适的STED偷窥光照强度，为以后的偷窥研究奠定了坚实的基础。为后人照亮通路，又是功德无量。
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: `  @6 h8 _1 q- K7 r这项研究登上了7月24日的《自然.通讯》（Nature Communications）。
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对癌症的攻克具有重要意义。" K" N; z* e# D6 i4 ]* w. k7 \4 ]8 S
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由于细胞的癌变，经常伴随着线粒体的癌变，因此研究清楚线粒体如何发生癌变，对癌症的攻克具有重大意义。 (生物谷Bioon.com）; @4 L1 I' ^: Q8 G; j$ B
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【直播预告】超高分辨率荧光显微技术前沿与生物学应用& {8 I- d0 x  }, c5 q6 b: w

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