一项涵盖六种生物体线粒体蛋白质组的研究，揭示了数十种在人类中不存在但在寄生虫中共享的蛋白质。这些发现于10月1日发表在《Cell》、《Cell Press Blue》、《Molecular Cell》和《Current Biology》等期刊上的9篇论文中详细描述。
此次研究涉及五种单细胞寄生虫和一种植物。分析结果显示，其中包含一些与疟疾或睡眠疾病相关的蛋白质。这一突破可能为科学家设计针对这些疾病的新疗法提供关键线索。
此外，这项史无前例的地图式探索也重新引发了关于线粒体起源的长期学术争论。
线粒体研究的盲区
线粒体拥有独立于细胞核的微小DNA，但线粒体和核DNA共同编码了构成这一细胞器的蛋白质。据马萨诸塞州波士顿霍华德休斯医学院的线粒体生物学家 Vamsi Mootha 介绍，长期以来，关于线粒体的大部分知识主要来源于对人类和酵母的研究，这导致了对其他真核生物分支认知的局限。
通过深入分析几种真核生物分支中的线粒体蛋白质，研究团队发现了更多可能指向未研究分子通路的蛋白质。
寄生虫蛋白图谱构建
Mootha及其同事重点分析了几种寄生虫的蛋白质组，其中包括蓝氏贾第鞭毛虫（Giardia lamblia）。捷克共和国布拉格查尔斯大学的细胞生物学家 Pavel Doležal 指出，这类寄生虫拥有微小的线粒体样器官，且因其生活在宿主肠道无氧环境中，研究难度极大。
研究人员在 G. lamblia 中共鉴定出59种线粒体蛋白。其中32种为已知蛋白，另外27种为新发现。Doležal 强调，在这59种蛋白中，有34种的功能尚不明确。他表示：“这意味着存在一些我们尚不了解的新代谢过程，而它们一直被忽视了。”
研究团队将这六种生物的线粒体蛋白质组与已知的人类和酵母线粒体蛋白质组合并，构建了一个包含8,619种线粒体蛋白的大型集合，这些蛋白可归入3,199个家族。数据显示，约43%的家族尚未被收录在大型蛋白质数据库 Pfam 中。另有33个蛋白家族在真核病原体中保守存在，但在人类中缺失。
由于这些蛋白质在人类中不存在而在病原体中保守，它们被视为“理想的药物靶点”，有望用于开发精确疗法。
起源争议与演化背景
学术界普遍认为，线粒体起源于约20亿年前，当时一个细菌被古细胞吞噬并开始在其内部共生。这种细菌后来演化为线粒体，据信为其宿主古生物提供了能量来源。尽管起源时间达成共识，但具体的演化路径及早期功能细节仍存在争议，本次大规模蛋白质组数据将为解决这些疑问提供新证据。
