Nature子刊：基因改造线粒体，使其利用阳光充电，从而延长寿命

线粒体（mitochondrion），是细胞的“能量工厂”，线粒体内有一套独立于细胞核的遗传物质——线粒体DNA（mtDNA）。由于线粒体在能量稳态中的重要作用，因此，线粒体障碍会导致多种疾病发生，包括发育障碍、神经肌肉疾病、代谢疾病、癌症进展等等。

此外，线粒体功能障碍在衰老过程中也发挥着重要作用，但其背后的具体机制仍不清楚。

近日，罗切斯特大学医学中心、德国农场动物生物学研究所、华盛顿大学、慕尼黑工业大学的研究人员合作，在 Nature 子刊 Nature Aging 上发表了题为：Optogenetic rejuvenation of mitochondrial membrane potential extends C. elegans lifespan 的研究论文。

该研究通过基因工程改造秀丽隐杆线虫的线粒体，使其可以将光能转化为细胞可利用的化学能，改善其年龄相关表型，并延长寿命约30%。这项研究阐明了衰老过程中的重要机制，并可能为与年龄有关的疾病带来新的治疗方法。

研究团队对秀丽隐杆线虫的线粒体进行了基因改造，使其携带了从真菌中获得的光激活质子泵，该团队于2020年发表在 EMBO Reports 期刊的论文中首次描述了这一成就【2】。

在这项最新研究中，研究团队发现，当暴露在光线下时，这种光激活质子泵会让带电离子穿过线粒体膜，利用光的能量给线粒体充电。

这项研究发现提供了直接的因果证据，证明了挽救与年龄相关的线粒体膜电位下降足以减缓衰老速度，延长健康寿命和寿命。

研究团队表示，还需要更多地了解线粒体在动物体内的真实表现。首先在线虫中，就像目前的研究一样，然后在培养的人类细胞，以及在啮齿动物模型中进一步验证。以充分了解人类疾病和衰老最可能的参与者。