神经细胞需要大量能量才能正常工作,且这些能量必须在正确的时间传递到正确的地点。近日,研究人员通过诱导果蝇的一种突变,确定了一种特殊基因控制着细胞发电站——线粒体的运动。该研究发表于《Neuron》杂志。
研究人员发现,突变果蝇的线粒体不是移动到神经细胞末端的突触,而是在细胞中心堆积。即使如此,突变细胞仍能传递信号,但功能有所下降。这一发现令人惊讶,因为此前认为线粒体行为受干扰会导致胚胎死亡,但突变果蝇幼虫存活了5天,使研究人员得以分析线粒体的真正作用。
为了解线粒体功能障碍的机制,Zinsmaier和同事诱导了果蝇线粒体蛋白dMiro的突变。dMiro代表果蝇线粒体的类Rho GTP酶。分子马达沿微管运输线粒体,通常线粒体到达神经元突触。dMiro突变使分子马达瘫痪,干扰线粒体分布,导致神经元向邻近肌肉或神经细胞发送信号的能力改变。突变细胞中的线粒体不再沿微管运动,而是在细胞中央发生“塞车”。
尽管突变细胞缺乏线粒体,但神经元功能在低刺激水平下仍完整;但在高刺激水平下,突变神经元无法正常行使功能。目前,Zinsmaier正在分析线粒体到达突触位置的目的。这些发现对研究线粒体运输缺陷的神经生物学研究人员具有重要价值。