线粒体能够利⽤葡萄糖⽣成三磷酸腺苷(ATP),为细胞内的许多关键功能提供能量。在合成ATP时,线粒体会将电化学势能储存在线粒体内膜上,当内膜两侧的质⼦浓度不对称,就会形成线粒体膜电位。已有研究显示,膜电位会随着年龄的增⻓⽽下降,这个过程可能在神经退⾏性疾病等疾病中发挥了作⽤。
近⽇,在⼀项发表于《⾃然·衰⽼》(Nature Aging)的研究中,研究者利⽤经过基因编辑的线粒体,将光能转化为细胞可以使⽤的化学能,并延⻓了线⾍的寿命。研究者使⽤了常⻅的模式⽣物秀丽隐杆线⾍(Caenorhabditis elegans),并对其进⾏了基因改造,使其表达来⾃真菌的光激活质⼦泵。当线⾍受到光照时,质⼦泵可以让离⼦跨过膜,利⽤光能为线粒体“充电”。
结果显示,这种改造提升了膜电位,并能促进ATP合成,⽽经过改造的线⾍寿命增加了30%~40%。研究者表示,这相当于为线粒体“发电⼚”增加了⼀块“太阳能电池板”,未来希望进⼀步对啮⻮动物和⼈体细胞进⾏研究,从⽽为⼈类疾病与衰⽼过程提供信息。