線粒體就像生物體內的電池，為幾乎所有細胞**能量，而支持這一供能過程的分子機制一直是個謎。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)6月20日（北京時間）報道，哈佛大學醫(yī)學院和馬薩諸塞綜合醫(yī)院研究人員通過查閱人類基因組項目數(shù)據(jù)庫資料并結合實驗分析，終于發(fā)現(xiàn)了驅動線粒體鈣通道機制的關鍵蛋白。

    鈣通道是專門針對鈣離子的膜通道。生物體中的鈣含量與許多最基本的生物過程密切相關，也和神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等的疾病環(huán)境有關。半個世紀以來，人們用生理和生物物理學的方法來研究鈣通道，未能找到它的分子基礎。

    哈佛大學醫(yī)學院系統(tǒng)生物學副教授范思·穆薩和同事研究線粒體已經(jīng)長達10年。2008年，他們曾鑒定出1098個人類和鼠類的線粒體蛋白，發(fā)表了一份綜合蛋白及蛋白質組目錄，名為“MitoCarta”，但其中大部分蛋白質的功能還不明確。2010年9月，他們通過MitoCarta目錄找到了一個與線粒體攝取鈣有關的特殊蛋白，命名為MICU1。

    但MICU1并沒有跨越膜，只是鈣通道機制中一個重要組成部分，作為膜通道調控器，與它相對應的蛋白才是真正的“運輸車”。研究小組再以MICU1為引線，搜尋了全部RNA基因組和蛋白質表達數(shù)據(jù)庫，以及包含了500個物種的基因組信息，終于發(fā)現(xiàn)有一種未知的、功能不明的蛋白質，在形狀上跟MICU1正相對應。研究人員給它取名為MCU，即“線粒體鈣單輸送體”。

    為了證實MCU是線粒體鈣吸收的關鍵蛋白，他們與Alnylam制藥公司合作，利用一種RNAi工具（能選擇性地使細胞中基因喪失活性）讓小鼠肝臟中的MCU喪失了活性，盡管小鼠沒有立即顯出反應，但它們肝臟組織中的線粒體已經(jīng)喪失了吸收鈣的功能。

    穆薩表示，這在某些人類疾病中也能得到證實。神經(jīng)組織退化類疾病的患者，其大腦神經(jīng)元常會出現(xiàn)線粒體鈣負荷超標。胰島素等許多激素也是由于細胞質中的鈣介入而釋放，清除細胞質中的鈣，線粒體就會發(fā)出相關信號。MICU1和MCU不僅對研究能量代謝和細胞信號之間的關系具有重要意義，對缺血性損傷、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等多種疾病，也是重要的藥物標靶。