題圖 | Pixabay

撰文 | 宋文法

線粒體（Mitochondria），是細胞中最重要的細胞器之一，被稱為細胞的“能量工廠”，負責產(chǎn)生ATP，同時還協(xié)調多種代謝和信號通路。在衰老過程中，線粒體功能障礙是最重要的因素之一。

盡管線粒體擁有自己的DNA，但大部分維持其功能的關鍵蛋白由細胞核基因編碼，在細胞質中合成后，導入至線粒體。這些蛋白質的合成和精準導入是維持線粒體結構和功能的核心。然而，尚不清楚細胞是如何完成這一過程的。

2025年9月10日，云南大學研究團隊在"Nature Aging"期刊上發(fā)表了一篇題為" Mitochondria-associated condensates maintain mitochondrial homeostasis and promote lifespan "的研究論文。

這項研究揭示了線粒體上一種關鍵蛋白LARP-1，其通過液-液相分離形成線粒體相關翻譯凝聚體（MATO），MATO在線粒體表面局部合成關鍵蛋白，對維持線粒體結構和功能至關重要。

此外，在饑餓、衰老情況下，MATO會從線粒體表面脫離，導致線粒體功能障礙，進而影響壽命。而通過基因工程技術使MATO穩(wěn)定在線粒體表面，可有效保護線粒體健康，并將線蟲壽命延長43%。

圖：論文截圖

在這項研究中，研究人員通過遺傳篩選、基因工程，并通過一系列的實驗，使用線蟲模型分析了無膜細胞器對線粒體穩(wěn)態(tài)的影響，以及對壽命的影響。

通過遺傳篩選發(fā)現(xiàn)，在線蟲中，RNA結合蛋白LARP-1異常會導致線粒體結構異常、功能受損，并導致線蟲繁殖能力下降、發(fā)育延緩、胚胎致死率增加，以及壽命縮短。這表明，LARP-1對維持線粒體的正常結構和功能至關重要。

蛋白質質譜發(fā)現(xiàn)，在LARP-1異常的個體中，線粒體關鍵蛋白水平顯著下降，尤其是MICOS復合體、呼吸鏈復合體和ATP合酶復合體，這些蛋白對線粒體的功能至關重要。

進一步的實驗顯示，LARP-1與多種翻譯機制蛋白和RNA結合蛋白相互作用，這些蛋白和mRNA在MATO中富集，表明LARP-1可能通過調節(jié)局部蛋白合成來維持線粒體的功能。

機制分析顯示，LARP-1通過液-液相分離（LLPS），與多種翻譯機制蛋白和RNA結合蛋白共同形成凝聚體MATO，并依賴外膜轉位酶復合體錨定在線粒體表面。

值得注意的是，在饑餓、衰老應激條件下，MATO會從線粒體表面脫離，導致線粒體功能障礙。

然而，通過基因工程技術使MATO穩(wěn)定在線粒體表面，可有效保護線粒體健康，并將線蟲壽命延長43%，且對短壽和長壽突變體均具有顯著延壽效果。

穩(wěn)定在線粒體表面的MATO，促進線粒體健康和延壽（圖：論文截圖）

研究指出，最令人興奮的發(fā)現(xiàn)是，MATO穩(wěn)定在線粒體表面能夠保護線粒體健康，并顯著延長線蟲的壽命，研究不僅證明了LARP-1在維持線粒體穩(wěn)態(tài)中的關鍵作用，還為抗衰老研究提供了新的方向。

綜上，這項研究揭示了維持線粒體穩(wěn)態(tài)的新機制，為開發(fā)新的抗衰老策略提供了潛在的新靶點，通過干預MATO的形成，或可開發(fā)出延緩衰老和治療線粒體相關疾病的新方法。

參考文獻：

https://doi.org/10.1038/s43587-025-00942-x

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