整细胞中单拟核成像揭示了线粒体DNA生命周期的动态过程

线粒体基因组（mtDNA）对于氧化磷酸化至关重要，哺乳动物细胞通常含有数百至数千份拷贝。尽管针对 mtDNA 复制与降解的某些特定方面已有研究，但对于 mtDNA 生命周期的完整描述始终未能明确，尤其是在非分裂细胞中。利用超分辨率成像和四维晶格光片成像，我们定量分析了静息状态原代人细胞中 mtDNA 的完整生命周期。我们表明，细胞通过每小时复制和降解总 mtDNA 含量的 1.5 ± 0.2% 来维持稳态，这是一种显著快速的通量。较年轻的 mtDNA 分子更靠近细胞核，免于降解，并作为进一步复制事件的焦点。非增殖细胞在线粒体网络内调控拟核密度，而线粒体膜电位维持 mtDNA 拷贝数。这些发现为理解支撑 mtDNA 稳态的动态过程提供了基础性认识，并揭示了一种解释突变如何在衰老和疾病中积累的机制。

线粒体基因组（mtDNA）对氧化磷酸化至关重要，哺乳动物细胞通常含有数百至数千份拷贝。尽管关于 mtDNA 复制和降解的某些具体方面已有研究，但对 mtDNA 生命周期的完整描述仍然缺乏，尤其是在非分裂细胞中。利用超分辨率成像和四维晶格光片成像技术，我们定量解析了静止状态下人原代细胞中 mtDNA 的完整生命周期。我们表明，细胞通过每小时复制和降解总 mtDNA 含量的 1.5 ± 0.2% 来维持稳态，这是一种显著快速的通量。较年轻的 mtDNA 分子更靠近细胞核，免于降解，并作为进一步复制事件的焦点。非增殖细胞在线粒体网络内调控拟核密度，而线粒体膜电位维持 mtDNA 拷贝数。这些发现为理解维持 mtDNA 稳态的动态机制提供了基础性认识，并解释了突变如何在衰老和疾病中积累的机制。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.725017v1?rss=1

🏷️ 线粒体DNA 拟核成像 超分辨率显微 mtDNA稳态 线粒体膜电位