DNA出逃！科学家捕捉到引发自身免疫疾病的“流氓分子”

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图像来源: 《Science》

一个国际研究团队发现了能够改变身体对濒死细胞反应的过程，并将这个实时瞬间拍摄下来。重要的是，这个被他们称为“大逃亡”的瞬间也许是关节炎等自身免疫性疾病的关键触发因素。

这个由莫纳什大学生物医学发现研究所(BDI)的Benjamin Kile教授领导的团队发现并记录下在细胞凋亡过程中DNA从线粒体（产生能量的细胞器）中逃离出来的瞬间。这项研究2月23日在线发表在《Science》上。

Ben Kile教授和Kate McArthur博士。图像来源: Steve Morton

线粒体是真正的“双重间谍”，它们对于维持细胞生存来说是必不可少的，但是如果它们受损，就会引起导致严重后果的免疫反应。由于线粒体DNA (mtDNA)和细菌DNA拥有共同的祖先，它们也就有着非常多的相似性，所以身体会把出现在线粒体外，或者说是细胞外的mtDNA当作入侵的病原体来对待。这种无法分辨“本体”和“外体”的情况就是造成炎症疾病和自身免疫疾病的原因。

虽然mtDNA的释放被认为是导致自身免疫疾病（比如狼疮）的原因，但是mtDNA是如何从线粒体中逃脱出来却从未被清楚地解释过。BDI的研究人员Kate McArthur博士使用一种革命性的新型显微镜捕捉到线粒体形成“疝气”的瞬间，这个“疝气”会鼓出线粒体，将DNA驱赶到细胞的其他部分。

观察活体细胞的晶格层光显微镜(LLSM)系统是由诺贝尔奖获得者Eric Betzig开发的一种新型技术。它使得科学家们能够以极高的分辨率观察活体细胞。McArthur博士在2015至2017年间多次去Janelia研究园，她还记得第一次观察到线粒体主动地排出自己的DNA。

她说：“作为科学，我们被教育看到某些不可思议的事情时要保持怀疑态度，所以我最初的反应是，‘绝不可能’。”

在细胞凋亡期间，线粒体DNA（绿色）从线粒体中（红色）“逃离”出来。

图片来源: BDI