臺大與德州大學西南醫學院團隊跨國合作 發現粒線體的「能量開關」

臺大生命科學系教授李心予透過國科會「補助任務導向型團隊赴國外研習計畫 （龍門計劃）」與德州大學西南醫學院放射腫瘤科的Benjamin Ping-Chi Chen博士組成跨國研究合作團隊，發現當細胞遭受氧化壓力時，位於粒線體的「能量開關」會暫時壓抑能量生成的功能，並且清除細胞內的活性氧化物質以幫助細胞存活。

粒線體是細胞中的胞器，負責生物能量的產生。當粒線體功能受損時，會導致能量生成的缺陷，進而影響細胞功能，更有可能造成細胞凋亡。有研究顯示，粒線體功能障礙可能與糖尿病、神經退化性疾病、心血管疾病和肌肉萎縮等等疾病有關。也有研究指出，粒線體標靶藥物也可能作為未來癌症治療的曙光。研究團隊指出，粒線體類似於細胞中的發電廠，除了提供電力外，也必須要有適度的調節、保養以降低發電同時帶來的安全風險。當粒線體生產能量時，也伴隨著產生氧化壓力的風險。當氧化壓力累積過多時，便有可能造成細胞凋亡，進一步引發許多生理疾病。因此，當細胞累積過多氧化壓力時，粒線體會透過調控能量貨幣ADP以及ATP的交換速率，以控制電子傳遞鏈和ATP合成酶的效率，以降低生產能量所伴隨的風險。待細胞中到氧化壓力被有效清除或控制後，再重新回到正常的能量生產效率。

此篇論文更發現DNA-PKcs (DNA protein kinase catalyst subunit, DNA依賴性蛋白激脢催化亞基) 的磷酸化是作為控制此ADP以及ATP交換速率的「開關」。以往的研究中只知道DNA-PKcs是修復DNA雙股斷裂時的重要蛋白質，而此篇論文發現此蛋白質在粒線體的全新角色。研究團隊也提出在接下來的研究中，也會利用冷凍電子顯微鏡著重探討DNA-PKcs在粒線體上的是否形成與以往已知不同的蛋白質結構，進而開發能夠調節粒線體生產能量效率的小分子藥物。

研究團隊成員包含陳偉民博士（論文第一作者）、江瑞中博士以及李心予教授及跨國團隊德州大學西南醫學院的Benjamin Ping-Chi Chen博士團隊組成，成員學術表現皆相當傑出且合作無間。

研究成果已於2023年2月2日發表於The EMBO Journal：https://doi.org/10.15252/embj.2022112094