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【央視新聞】中國科學家揭示能量跨膜運輸新機制?

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所有生物體都依賴能量來維持基本的生理功能,而ATP(腺苷三磷酸)則是細胞內的主要能量“貨幣”。過去40多年研究發現,能量代謝缺陷的細胞內寄生病原體可以從宿主細胞獲取ATP,但具體的分子機制一直不清楚。

2025年3月13日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心范敏銳研究員團隊聯合西湖大學吳旭冬研究員團隊、復旦大學張金儒研究員團隊和浙江大學蘇楠楠研究員團隊在國際權威學術期刊《自然》(Nature)發表論文,首次解析病原體/植物葉綠體ATP運輸蛋白的三維結構及運輸ATP的分子機制。這一研究為設計藥物治療相關疾病以及改造蛋白提高作物產量提供了重要思路。

專性胞內病原體,如引起性傳播疾病和傳染性失明的沙眼衣原體、引起流行性斑疹傷寒的立克次氏體等,因自身能量代謝能力退化,需依賴宿主細胞獲取ATP。其細胞膜上存在一種ATP運輸蛋白,通過等量交換持續從宿主細胞獲取能量,確保自身生存繁殖。研究表明,這類蛋白在植物葉綠體等質體細胞器中亦存在,可能源于共生進化,幫助葉綠體高效利用細胞能量。

據WHO統計,2020年全球約有1.29億例衣原體感染,造成巨大的醫療和經濟負擔。該研究為開發針對專性胞內病原體的新型抗生素提供了分子基礎。此外,該研究不僅深化了對葉綠體內共生過程中跨膜能量傳遞機制的理解,也有助于改造ATP運輸蛋白提升作物光合作用效率和農業增產。

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