线粒体膜电位变化是细胞凋亡最早期的变化吗？

一、线粒体膜电位变化是细胞凋亡最早期的变化吗？

是的，线粒体膜电位变化是细胞凋亡最早期的变化。一、细胞凋亡的定义 细胞凋亡是指为维持内环境的稳定，细胞自主有序的死亡，在多细胞生物清除异常细胞及更新正常细胞等方面发挥着重要作用。

细胞凋亡是由基因控制的细胞自主的有序的死亡。

细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。二、细胞凋亡的过程 1、凋亡起始2、凋亡小体形成3、凋亡小体逐渐被邻近的细胞或体内吞噬细胞所吞噬，凋亡细胞的残余物质被消化后重新利用。

大量的分子和途径参与了细胞凋亡的过程，而线粒体是细胞凋亡的调控中心，也是细胞凋亡的重要场所。三、线粒体膜电位的改变是引起细胞凋亡的重要环节 膜电位是指细胞生命活动过程中伴随的电现象，存在于细胞膜两侧的电位差。随着人们对细胞凋亡过程的不断了解，认为线粒体在细胞凋亡中起着关键作用。

且线粒体膜电位的改变又是引起细胞凋亡的重要环节。

线粒体内跨膜电位的降低，是细胞凋亡级联反应过程中最早发生的事件，它可引起线粒体膜发生一连串的生物化学变化，导致细胞凋亡一系列的级联反应。

二、怎么编辑线粒体DNA？

Cell | 线粒体基因组编辑的新时代已经开始

基础科学研究所基因组工程中心的研究人员开发了一种新的基因编辑平台，称为转录激活物样效应器连接脱氨酶，简称TALED。TALED是碱基编辑器，能够在线粒体中进行A-G碱基转换。这一发现是长达数十年的人类基因疾病治疗之旅的一个高潮，TALED可以被认为是基因编辑技术中最后一个缺失的部分。

该研究成果于2022年4月25日发表在《细胞》上。

Targeted A-to-G base editing in human mitochondrial DNA with programmable deaminases. Cell, 2022; DOI: 10.1016/j.cell.2022.03.039

从1968年第一种限制性内切酶的鉴定、1985年聚合酶链反应（PCR）的发明，以及2013年CRISPR介导的基因组编辑的展示，生物技术的每一项新突破性发现都进一步提高了我们操纵DNA的能力，DNA是生命的蓝图。特别是最近CRISPR-Cas系统的开发，或“基因剪刀”，允许对活细胞进行全面的基因组编辑。这为通过编辑我们基因组的突变来治疗以前无法治愈的基因疾病开辟了新的可能性。

虽然基因编辑在细胞的核基因组中基本上是成功的，但是科学家在编辑线粒体方面却没有成功，线粒体也有自己的基因组。线粒体，即所谓的“细胞动力”，是细胞中的微小细胞器，充当能量产生工厂。由于它是能量代谢的重要细胞器，如果基因发生突变，就会导致与能量代谢有关的严重遗传疾病。

基因组工程中心主任金金金洙解释说：“线粒体DNA缺陷导致了一些极其严重的遗传性疾病。例如，导致双眼突然失明的Leber遗传性视神经病变（LHON）是由线粒体DNA的简单单点突变引起的。”另一种与线粒体基因相关的疾病包括伴有乳酸酸中毒和中风样发作（MELAS）的线粒体脑肌病，MELAS会慢慢破坏患者的大脑。一些研究甚至表明，线粒体DNA的异常也可能与阿尔茨海默病和肌营养不良等退行性疾病有关。

线粒体基因组遗传自母系。线粒体DNA中有90种已知的致病点突变，总的来说，每5000个人中至少有一个会受到影响。由于传递到线粒体的方法的局限性，许多现有的基因组编辑工具无法使用。例如，CRISPR Cas平台不适用于编辑线粒体中的这些突变，因为引导RNA无法进入细胞器本身。

“另一个问题是缺乏这些线粒体疾病的动物模型。这是因为目前不可能设计出创建动物模型所需的线粒体突变，”金主任补充道。“由于缺乏动物模型，很难开发和测试这些疾病的治疗方法。”

因此，编辑线粒体DNA的可靠技术是基因组工程的最后一个前沿领域之一，为了征服所有已知的遗传疾病，必须对其进行探索，世界上最顶尖的科学家多年来一直在努力使其成为现实。

2020年，哈佛大学博德研究所（Broad Institute of Harvard）和麻省理工学院（MIT）的大卫·R·刘（David R.LIU）领导的研究人员创建了一个新的碱基编辑器，名为DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器（DDCBE），可以从线粒体中的DNA执行C-to-T转换。这是通过创造一种叫做碱基编辑的新基因编辑技术实现的，这种技术可以在不破坏DNA的情况下将一个核苷酸碱基转换成另一个碱基。然而，这种技术也有其局限性。它不仅局限于C-to-T转换，而且主要局限于TC模体，使其成为一个有效的TC-TT转换器。这意味着它只能纠正90例（10%）确诊的致病性线粒体点突变中的9例。在最长的时间里，线粒体DNA的A-G转换被认为是不可能的。

第一作者赵成义（CHO Sung-Ik）说：“我们开始思考克服这些限制的方法。因此，我们能够创建一个名为TALED的新型基因编辑平台，可以实现a-to-G转换。我们新的碱基编辑器极大地扩展了线粒体基因组编辑的范围。这不仅可以对建立疾病模型，而且可以对开发治疗做出巨大贡献。”值得注意的是，仅在人类线粒体DNA中进行A-to-G转换就可以纠正90种已知致病性突变中的39种（43%）。

研究人员通过融合三种不同的成分创造了TALED。第一种成分是转录激活物样效应器（TALE），它能够靶向DNA序列。第二种成分是TadA8e，一种腺嘌呤脱氨酶，用于促进A转化为G。第三种成分DddAtox是一种胞嘧啶脱氨酶，使DNA更容易被TadA8e获取。

TALED的一个有趣方面是TadA8e在线粒体中执行A-to-G编辑的能力，线粒体拥有双链DNA（dsDNA）。这是一个神秘的现象，因为TadA8e是一种已知只对单链DNA有特异性的蛋白质。金主任说：“以前没有人想过使用TadA8e在线粒体中进行碱基编辑，因为它应该只针对单链DNA。正是这种开箱即用的想法真正帮助我们发明了TALED。”

研究人员推测，DddAtox可以通过瞬间解开双链来获取双链DNA。这个短暂但短暂的时间窗口允许超快速作用酶TadA8e快速进行必要的编辑。除了调整TALED的成分外，研究人员还开发了一种技术，能够同时进行a-to-G和C-to-T碱基编辑，以及仅进行a-to-G碱基编辑。

该小组通过创建一个包含所需线粒体DNA编辑的单细胞衍生克隆来展示这项新技术。此外，TALEDs既没有细胞毒性，也不会引起线粒体DNA的不稳定性。此外，在核DNA中没有不良的靶外编辑，在线粒体DNA中几乎没有靶外效应。研究人员现在的目标是通过提高编辑效率和特异性来进一步改善TALED，最终为纠正胚胎、胎儿、新生儿或成年患者中导致疾病的线粒体DNA突变铺平道路。该小组还致力于开发适合叶绿体DNA中A-to-G碱基编辑的TALED，该基因编码植物光合作用中的关键基因。

三、膜电位变化原理？

细胞膜电位发生的机制是因为组织细胞安静状态下，细胞膜两侧存在电位差。

四、膜电位的测量？

膜电位测量用物理上的电流表，一极接膜外一极接膜内，来测量膜内外电势差。当静息状态时膜内外电位为外正内负，当兴奋时膜内外电位为外负内正。兴奋部位的电信号可以向两边传递，双向传导。

五、膜电位高低怎么判断？

首先就电荷来说细胞膜是内负外正的,也就是说,细胞膜内电位比细胞膜外侧低。

六、临界膜电位是什么？

膜电位通常是指以膜相隔的两种溶液之间产生的电位差，一般情况下是指细胞生命活动过程中伴随的电现象，是存在于细胞膜另外两侧的电位差。一般膜电位分为静息状态和兴奋状态两种。静息状态时，主要是由于细胞膜内的钾离子扩散到膜外从而形成内负外正的静息电位。

兴奋状态时，细胞膜对钠离子的通透性加强，是膜外的钠离子向膜内扩散，从而形成内正外负的动作电位。

七、膜电位的计算原理？

细胞膜外钾离子浓度降低时,此时,由动作电位转变为静息电位

静息电位（Resting Potential,RP）是指细胞未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差.它是一切生物电产生和变化的基础.当一对测量微电极都处于膜外时,电极间没有电位差.在一个微电极尖端刺入膜内的一瞬间,示波器上会显示出突然的电位改变,这表明两个电极间存在电位差,即细胞膜两侧存在电位差,膜内的电位较膜外低.该电位在安静状态始终保持不变,因此称为静息电位.几乎所有的动植物细胞的静息电位膜内均较膜外低,若规定膜外电位为零,则膜内电位即为负值.大多数细胞的静息电位在-10~100mV之间.

八、线粒体简写？

线粒体是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"power house"。 线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。

线粒体英文名称：mitochondrion

简写：M T

九、线粒体是？

线粒体一种存在于大多数细胞中的双层膜细胞器。

是细胞中产生能量的结构，也是细胞进行有氧呼吸的主要场所。

线粒体有自己的遗传物质和遗传系统，但其基因组大小有限。

是一种半自主细胞器。

十、线粒体纳米技术有哪些优点

线粒体纳米技术有哪些优点

线粒体纳米技术是一种前沿的生物技术，在医学、生物学、药学等领域具有广泛的应用前景。线粒体作为细胞内的“发电机”，其功能对维持细胞生存和代谢至关重要。而线粒体纳米技术则是将纳米技术与线粒体功能修复相结合的创新技术，具有许多独特的优点和潜力。

优点一：针对性强

线粒体纳米技术可以实现对线粒体的精准修复和靶向递送，使药物或修复因子能够准确地进入受损的线粒体区域，从而提高治疗效果，减少副作用。这种针对性强的特点使得线粒体纳米技术在治疗线粒体相关疾病时具有独特优势。

优点二：增强生物利用性

通过纳米尺度的载体，线粒体纳米技术可以增强药物或修复因子的生物利用性，延长其在体内的停留时间，提高其对细胞的内摄和靶向性，进一步提高药物的疗效和降低剂量，减少对机体的损伤。

优点三：降低免疫反应

由于线粒体纳米技术的精准性和生物相容性，可以有效降低药物或修复因子引起的免疫反应。相比较传统的治疗方式，线粒体纳米技术在进入细胞内部后能够更好地躲避免疫系统的排斥，减少免疫相关的副作用。

优点四：提高治疗效果

通过线粒体纳米技术的应用，可以将药物或修复因子直接传递至细胞内线粒体，实现对线粒体功能的修复和调节，从而最大限度地提高治疗效果，加速疾病康复过程，提高患者的生存率和生活质量。

优点五：减少药物代谢损失

传统药物在体内代谢过程中可能会发生损失，降低药效。而线粒体纳米技术可通过靶向递送的方式，提高药物在细胞内的稳定性，降低药物代谢损失，增加药物的有效浓度，提高治疗效果。

结语

总的来说，线粒体纳米技术作为一种创新的生物技术，具有诸多优点和潜力，可以为生物医药领域的发展带来重要影响。随着技术的不断进步和应用的拓展，相信线粒体纳米技术将在未来发挥越来越重要的作用，为人类健康与生命的改善做出更多贡献。