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科隆大学的科学家们发现了细胞如何消除突变的线粒体DNA (mtDNA)。线粒体是我们细胞的动力来源。由于它们从细菌进化而来，它们仍然有包装在类染色体结构(类核)中的遗传物质。它们将食物中的化学能转化为生物可用的形式。来自科隆大学医学院生理学中心、科隆分子医学中心(CMMC)和CECAD衰老研究卓越集群的一组研究人员现在表明，mtDNA的突变导致线粒体膜中蛋白质的局部重排列。突变的mtDNA被锁定，被消除，并受到自噬，细胞的“废物处理”。

在许多组织中，mtDNA的突变是正常衰老的结果。这些类型的突变是许多与衰老相关疾病的重要原因。每个细胞中都有成千上万的mtDNA拷贝，所以只有当突变mtDNA分子的百分比超过一定的阈值时，线粒体功能才会受损。长期以来，人们已经确定线粒体损伤，包括急性mtDNA损伤，触发了线粒体自噬过程。在这个过程中，功能失调的线粒体部分被选择性降解和回收。

目前这项研究的主要作者大卫·普拉-马丁博士解释了细节:“我们研究的新之处在于，这种机制不影响细胞的线粒体禀性，而只是清除受损的线粒体dna。通过标记邻近的蛋白质——所谓的接近标记——我们发现mtDNA的损伤导致核内体在类核附近的聚集。它们的去除是由类核蛋白Twinkle和线粒体膜蛋白SAMM50和ATAD3的相互作用协调的。”

“ATAD3控制它们的分布，SAMM50诱导类核体的释放和转移到所谓的核内体。“这还能防止免疫反应的激活。”蛋白质VPS35，逆转录酶的主要成分，介导早期核内体成熟为晚期自噬囊泡，降解和循环最终发生。”

通过使用mtDNA突变导致肌肉再生受损的小鼠模型，科学家们还表明，通过用雷帕霉素刺激自噬机制的活性，选择性突变的mtDNA可以被移除。因此，mtDNA拷贝的总数保持不变，保持线粒体功能。

研究小组负责人鲁道夫·威斯纳教授补充说:“编码这些蛋白质的基因突变会导致严重的神经系统疾病，比如VPS35，比如帕金森病。”我们现在想用这些蛋白质作为新的分子靶点，为这些与衰老相关的疾病开辟全新的治疗方案。“虽然治疗应用的道路还很长，但研究团队已经看到了一个很有前途的方法。”