揭秘线粒体通过强制线粒体自噬调控哺乳动物多能性的机制

来自顶尖研究团队的最新成果揭示了线粒体在多能干细胞（PSCs）中的关键作用。通过强制线粒体自噬（enforced mitophagy）技术，研究人员成功实现了PSCs中线粒体的高效清除，并构建出含有人类与非人灵长类（NHH）线粒体DNA（mtDNA）的跨物种融合PSCs。研究发现，尽管不同物种的mtDNA在支持多能性方面具有高度兼容性，但核基因组与mtDNA的物种差异仍会导致细微的转录和代谢变化。更重要的是，通过转基因强制线粒体自噬技术证实，降低线粒体丰度会显著延缓小鼠胚胎着床前的发育进程。这项研究为探索线粒体在发育、疾病和跨物种生物学中的功能开辟了新途径。

　　

这项突破性研究像一场精妙的细胞交响乐，指挥棒是强制线粒体自噬技术——科学家们用这把"分子剪刀"成功清除了多能干细胞(PSCs)中的线粒体，让这些细胞在无能量工厂的情况下存活数日。更令人惊叹的是，团队用该技术构建了人类-猿类"嵌合体"PSCs，这些细胞携带特定物种的线粒体DNA(mtDNA)，就像给细胞装上了可切换的"生物电池"。

研究发现，虽然人类和灵长类mtDNA在维持多能性方面可以相互替代，但当核DNA与mtDNA"跨物种搭配"时，仍会引发微妙的"基因口音"——表现为独特的转录组和代谢特征。通过转基因小鼠实验，研究团队捕捉到一个关键节拍：当用强制线粒体自噬降低线粒体数量时，胚胎发育的时钟明显变慢，就像电力不足的玩具火车。

这些发现不仅解开了线粒体调控多能性的分子密码，更为研究线粒体相关疾病和跨物种器官移植提供了全新视角。该技术就像给科学家配了把"线粒体调光开关"，可以精确控制细胞能量水平来探索发育与疾病的奥秘。