上海
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
尽管线粒体（Mitochondria）传统上被描述为一种产生ATP的细胞器，但大量研究表明，它还参与了多种细胞功能。早在 60 多年前，研究人员就已描述过线粒体与其他细胞器之间的相互作用。几十年后，这些相互作用的具体功能逐渐显现，例如在线粒体与内质网接触位点发生的磷脂交换、钙离子转运以及活性氧（ROS）的生成。除了内质网外，线粒体还与溶酶体、过氧化物酶体、脂滴以及酵母中的液泡等其他细胞器发生相互作用。
线粒体是动态且具有运动性的细胞器，能够根据空间上的 ATP 需求改变其在细胞内的位置。线粒体与细胞核之间的远距离通讯已得到广泛研究，近期的研究还显示，线粒体与细胞核之间存在膜相互作用，但线粒体与细胞核之间如何通过其不透性的膜进行物质交换，目前仍不清楚。
2026 年 6 月 10 日，亚利桑那大学的研究人员在Nature期刊发表了题为：Mitochondria directly interact with the nuclear pore complex 的研究论文。
该研究揭示了细胞的线粒体与核孔之间的直接相互作用——构成核孔复合物（NPC）的蛋白质RANBP2与线粒体外膜蛋白质VDAC1结合，将ATP直接通过核孔输送到细胞核，从而为细胞分裂和分化提供能量，这一过程在胚胎发育中至关重要。
线粒体（Mitochondria）通过与其他细胞器的直接和间接相互作用来调控细胞过程。一个充分研究的案例是线粒体与内质网在线粒体相关内质网膜上的接触，这些接触控制着包括氧化还原和钙稳态在内的通路。最近的研究还报道了在癌细胞和酵母中线粒体与核膜的直接接触，这些接触促进了促存活信号。
在这项最新研究中，研究团队鉴定了线粒体与核孔之间的直接相互作用。通过两种非偏性的蛋白质组学筛选——GST pull-down 和 BioID，研究团队发现，VDAC1是与核孔蛋白RANBP2相互作用的线粒体候选蛋白之首。
线粒体-细胞核相互作用
在体外的 RANBP2 CRISPR 基因敲除、RANBP2 截短或对 RANBP2–VDAC1 相互作用氨基酸的定点突变，会导致线粒体–细胞核距离缩短，核 ATP 和磷酸肌酸水平降低。同时，体外实验中核磷酸化蛋白质组水平下降，以及参与组蛋白修饰、细胞分化和转录调控的通路下调。此外，在小鼠体内删除 RANBP2 的 C 端结构域，会导致小鼠因心脏和神经嵴分化缺陷而胚胎致死。
这些实验结果描述了一种线粒体与核孔复合物直接相互作用的机制，这一现象对细胞核能量代谢调控和细胞分化至关重要。
线粒体-细胞核相互作用促进发育过程中的细胞分化
总的来说，这项具有里程碑意义的研究通过揭示线粒体向细胞核输送能量的复杂而直接的物理系统，重新定义了我们对细胞生物能量学的理解。这一此前未被发现的“能量通道”支撑着关键的细胞核内活动，调控着细胞的生长、分裂与分化，并对胚胎正常发育至关重要。未来进一步解析调控这种线粒体-细胞核相互作用网络，对于健康、疾病及再生医学具有重要意义。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10588-3
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