近代物理所揭示辐射诱导的线粒体DNA复制机制

　　中国科学院近代物理研究所辐射医学研究室科研人员再次在Scientific Reports上发表文章，进一步阐明了辐射诱导线粒体内活性氧生成对线粒体DNA复制的调节作用。

　　电离辐射产生的活性氧一直以来被认为会对DNA造成损伤，进而激发DNA损伤反应。辐射引起的线粒体DNA辐射损伤通常会导致线粒体DNA的降解，最终引起线粒体DNA拷贝数量的减少。近代物理所辐射医学研究室科研人员在之前的研究中发现，低剂量的电离辐射不仅不会降低线粒体DNA拷贝数量，反而短暂诱导线粒体DNA拷贝数量的增加（Mitochondrion 2012）。随后的发现提示线粒体内的活性氧可能通过电荷转移机制调节线粒体DNA复制(Scientific Reports 2013)。

　　为进一步了解这种现象的内在机制，科研人员将肿瘤细胞与5-氨基乙酰丙酸共培养，从而在肿瘤细胞线粒体内特异性地富集内源性卟啉IX。内源性卟啉IX在受到630nm激光激发的情况下，可与线粒体内的氧分子相互作用，产生单线态氧。结果显示，线粒体内单线态氧的产生能够诱导线粒体DNA复制的起始（图1），这个过程与线粒体DNA控制区的特异修饰有关（图2）。这些发现第一次结合物理手段区分了活性氧的空间分布对线粒体DNA及细胞命运的不同作用，为全面了解线粒体DNA复制的内在机制奠定了基础。

　　该研究得到国家自然科学基金委员会—中国科学院大科学装置联合基金重点支持项目和国家自然科学基金的资助。

　　研究成果发表在Scientific Reports 5:16925上。

图1 线粒体内单线态氧的生成促进线粒体DNA复制

图2 线粒体内单线态氧的生成引起线粒体DNA控制区序列特异修饰