北大教授席鵬:發明線粒體DNA跟蹤法,攻克癌症的「照明燈」

| 本文由時光派撰稿

| 作者：三月齋

線粒體被稱為細胞中的「能量工廠」，細胞中絕大部分的能量供應都來自於它。昨日是建軍節，如果生病被認為是一場戰爭，那麼線粒體就是炊事班，專門給前線打仗的免疫戰士—T細胞，負責救死扶傷的醫生護士——腺體和上皮細胞，後備軍—多功能幹細胞，提供紅燒肉，豬肉燉粉條，麻辣小龍蝦，清蒸黃瓜魚，讓軍隊戰鬥力扛扛的。

如果炊事班出問題，不煮紅燒肉，改煮糠咽菜，那麼軍隊吃不飽，輕則沒戰鬥力，重則全軍覆沒，所以線粒體非常重要。

炊事班出問題最嚴重的一種，那就是叛變，煮的不是軍餉，而是鴻門宴，劉備一進帳篷，炊事班就摔杯為號，帳外埋伏的五百刀斧手，跳出來把劉備砍死了。

這就叫癌變，細胞就變成了癌細胞，就應了南寧周某的那一句話——打工不如創業。

線粒體的癌變原因

線粒體之所以癌變，並不是本身結構發生癌變，而是線粒體內部含有少量DNA，是內部的DNA發生癌變，才讓線粒體癌變。曾幾何時，線粒體也是一名好學生，在遠古時期，被細菌入侵，細菌裡的DNA和線粒體融為一體，被傳為一段細菌和細胞共生關係的外交佳話。

但非我族類其心必異，沒過多久，細菌的DNA就發生叛變，鳩佔鵲巢，把刀架在線粒體脖子上就開始起義了。線粒體拿著刀，哭著說：琛哥，我也是被逼得。

鎮壓癌細胞容易，研究不容易

總之，線粒體就這麼被迫叛變了，變成了太平天國，橫掃江南，生靈塗炭，三千萬人死亡。管你初心是否善良，當前的任務就是消滅之，並且預防再次起義。

要想如何預防起義，那麼就要跟蹤線粒體的動向，但是在過去，這一直是科學界的一項難題。

一是解析度不夠，傳統的顯微鏡，解析度只有300納米左右，可以辨認線粒體，但無法辨認線粒體的關鍵位置——線粒體，線粒體是叛軍DNA的山寨。

二，副作用明顯。為了辨認叛軍的DNA準確的GPS位置，科學家發明了更厲害的顯微鏡觀察法——STED超分辨技術。你可以這麼理解，在傳統顯微鏡上，加了個功率超強的探照燈。結果功率超強，加的不但是探照燈，還特麼是個加特林雷射炮，山寨是看清楚了，裡面的叛軍也死了。

科學界急需安全的辨認技術。

北大教授發明新型追蹤術

為了解決副作用的問題，北京大學的席鵬教授團隊歷時兩年，終於發明了安全的線粒體跟蹤染料，名叫MitoESq-635。

MitoESq-635是一種線粒體染料，潑到線粒體身上，被光照後，就會發出螢光，線粒體脊的內褲就全被看光了。

MitoESq-635和以往的染料相比，具有兩大優點：

一，具有更強的螢光性，STED辨認技術只需要更少強度的光強，就能觀察到線粒體脊的內褲，防止它的死亡。

二，具有更高的穩定性，以往的燃料照幾分鐘就揮發了，MitoESq-635能夠持續59分鐘，讓科學家可以長時間的觀察內褲，可謂功德無量。

在兩大優點的助攻下，席鵬教授將解析度提高到了35.2納米，足足提升了9倍。

席鵬發現了啥？

席教授在用該技術首次準確的觀察了線粒體。清晰的觀察到線粒體DNA的動態變化，利用成像技術，將場景繪製成錄像，展現了出來。

其次，場景細節豐富，使用三維切片觀察，從三個方向同時觀察線粒體的內褲，可謂是偷窺欲極強了。

再次，平衡了解析度，信噪比，拍攝時間等幾方面的參數，分析線粒體在光照下，打開又聚合的過程，並確定最合適的STED偷窺光照強度，為以後的偷窺研究奠定了堅實的基礎。為後人照亮通路，又是功德無量。

這項研究登上了7月24日的《自然.通訊》（Nature Communications）。

對癌症的攻克具有重要意義。

由於細胞的癌變，經常伴隨著線粒體的癌變，因此研究清楚線粒體如何發生癌變，對癌症的攻克具有重大意義。

席鵬教授這項發現，相當於當年列文虎克發明了顯微鏡一樣，從此線粒體癌變DNA無所遁形，是一件功德無量的大事。

感謝席鵬教授的研究，還有他的團隊成員，目前就讀於康奈爾大學的博士後楊旭，深圳大學的光學教授楊志剛，北京大學的博士生吳朝陽。

致歉：

該文為了讓普通觀眾讀懂，用了很多下流的詞彙，把嚴肅高深的學術研究，不那麼嚴謹，希望席鵬教授看了能原諒小師弟。

參考文獻：

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