卡罗林斯卡学院的研究人员在《自然通讯》上发表的一项新研究解决了一个长期存在的问题，方法是建立一个允许线粒体(能量产生和代谢的细胞中心)内特定位点蛋白质降解的系统。

了解细胞如何工作通常需要操纵蛋白质功能。用于执行此操作的方法通常会导致蛋白质功能完全丧失，并且无法提供有关其在不同细胞区室中的特定作用的信息。这对于线粒体等细胞器来说尤其具有挑战性。

为了解决这个问题，研究人员首次提出了一种在酵母和人类细胞线粒体内靶向蛋白质降解的技术。他们还设计了一种控制降解诱导的方法，从而可以进行时间分辨分析。

这项技术的一个重要方面是它能够使线粒体功能与细胞其他部分脱离。线粒体起源于细菌，具有一定程度的自主性，例如它们自己的基因组、复杂的能量生产系统以及复制能力。

尽管如此，线粒体的正常功能在很大程度上依赖于其他细胞器，包括细胞核。当线粒体和其他细胞器之间的串扰失败时，线粒体功能障碍就会随之而来，这与神经退行性疾病和癌症等与年龄相关的疾病密切相关。

因此，毫不奇怪，线粒体功能的特异性靶向对于理解并最终治疗此类疾病至关重要。

“我们在酵母和人类线粒体内引入了一种细菌蛋白酶，以实现线粒体特异性蛋白质降解。我们这样做是因为我们知道线粒体是从细菌进化而来的，因此细菌蛋白酶应该在线粒体环境中发挥作用。

“我们选择使用来自软体动物的Lon蛋白酶，它可以检测并降解一种名为PDT的蛋白质标签。这可以通过基因工程添加到正在研究的蛋白质中。

“令我们非常兴奋的是，我们发现Lon蛋白酶能够特异性降解酵母和人类细胞线粒体内的PDT标记蛋白，”细胞和分子生物学系的CamillaBjörkegren教授说。

该系统的开发者SwastikaSanyal表示，计划进一步推进该项目。“我们的下一步将是使用我们开发的PDT标记系统来识别DNA维持酶的线粒体特异性功能。大多数这些蛋白质也维持核DNA，因此通过仅在线粒体内降解它们，我们可以辨别它们的功能。线粒体DNA维持的直接作用。

“这些研究还将使我们能够更好地了解线粒体功能障碍期间出现的问题，这可能是由线粒体DNA突变和缺失引起的。”

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