我叫张翠花，万千线粒体中的一员，一个美丽又忧郁的弱小女子。
我住在你左边鼻孔最外面一根鼻毛的下面第二层细胞的细胞核旁边，实际上我所在的细胞有很多个和我一样的同事。一般来说，一个细胞中线粒体的数量取决于这个细胞的代谢水平。举个栗子，在肌肉细胞里，线粒体的数量就会更多。
我的直径在0.5-1.0微米左右，一根头发的直径就是我的80-180倍。我的家族分布非常广泛，小到5微米的酵母，大到高达115米的美国红杉，几乎所有的真核细胞中都有我们的身影。可以说，你的身体里，除了成熟的红细胞以外，所有的细胞都有我们的存在。
人类对我的研究是从19世纪50年代开始的，1857年，瑞士解剖学家及生理学家阿尔伯特·冯·科立克在肌肉细胞中发现了颗粒状结构。这可以算得上是我有记录以来最早一次被发现呢！
在中学生物课本里，孩子们都知道在显微镜下能看见我们。
实际上，人类对于我爷爷的n次方（说简单点，实际上就是我的老祖宗）究竟从哪来的探究一直没停过。关于我的身世，目前，有较多证据支持的，是“内共生学说”。
这个学说认为，线粒体起源于“原线粒体”——一种能够进行三羧酸循环的好氧细菌。在远古时期的一天，这种叫“原线粒体”的细胞被另外一个细胞给吞噬了。
（那天，我的祖先十分开心，他原本想着趁天气好多吸几口氧，没想到被旁边的一个丑丑的细胞给…）
被吞噬后的“原线粒体”并没有像想象中的被消化掉，因为那个吞他的细胞惊奇地发现，“原线粒体”居然可以给他提供能量。同时，被吞噬的“原线粒体”也能通过寄生关系从寄主处获得更多的营养。
两个细胞静静地看着对方——似乎ta也没那么讨厌了~
这种关系增强了寄主细胞的竞争力，让他得以适应更多的环境，并且对于双方都有利。于是，在长期的内共生中，“原线粒体”逐渐演变成为了如今大家所看到的“线粒体”。
一般来说，在进行有性生殖的生物体中，精子与卵细胞结合时，仅仅只有精子的头部会进入卵细胞，其尾部则会留在外面。所以，精子的组成部分中实际上只有细胞核参与了受精卵的形成，而其他的物质和结构都是由母亲的卵细胞提供的。
换句话说，你身体里的所有线粒体都遗传自你的母亲！因此，你、你的母亲、你的外婆、你外婆的外婆……都拥有着同样的线粒体。
所以，我就成了追溯母本时最好的工具！
但是在2019年3月，发表在《PNAS（美国科学院院刊）》上的一项研究表明，线粒体可能可以由父系遗传。来自美国辛辛那提儿童医院的黄涛生博士和梅奥诊所的Paldeep Atwal博士声称他们在三个家庭中发现了mtDNA双亲遗传。
小问号，你是否有很多朋友？为什么莲藕里边会有那么多空腔？接下来我将为你徐徐道来。
吃过莲藕都知道，莲藕中有很多的空腔。其实呢，空腔能够保证莲藕在水下得到充足的氧气，这是为了满足莲藕在水中进行呼吸作用的需求。
呼吸作用也叫异化作用，是生物体内利用氧气把有机物分解为无机物并释放能量的过程，而这个过程主要是在细胞的线粒体内进行的。
为什么我们要以小麦和水稻作为主食，而不是肉类，就是因为小麦和水稻中富含糖类。糖类就是我们进行呼吸作用的原料，所以糖类也经常被称作人体供能的主要来源。
正是因为我的存在，人类才能持续不断地从食物中获得能量，以完成各种生理活动。
我们在产生能量的同时, 会生成活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 。而ROS会引起我们自身机能受损, 进而影响到细胞的生存。因此，及时清除产能过程中损伤的线粒体对细胞的正常生长具有重要的意义。所以，为了保证细胞的正常生长，我必须时刻做好“舍小家为大家”的准备，进行“自噬”。
线粒体自噬是Lemasters在2005年首次提出的, 主要是指在ROS、营养缺乏、细胞衰老等因素刺激下, 细胞内的线粒体发生去极化损伤, 损伤的线粒体被特异性包裹进自噬体中, 并与溶酶体 (lysosome, 酵母中为液泡, vacuole) 融合, 从而完成受损线粒体的降解, 维持细胞内环境的稳定。
此外，对帕金森氏病模型的研究发现，细胞中存在增大和水肿的线粒体，这表明帕金森氏病的发病极有可能与线粒体清除失败有关。
（一）人类研发药物
正因为我的损伤会导致人类的疾病，所以你们人类的科学家们也一直在想办法保护我，努力探究我发病的机理并致力于研究相关药物。
在2019年12月，北京生命科学研究所相关团队与清华大学等研究团队合作，分离出一种小分子化合物R6，该化合物不仅能阻止细胞凋亡，还可以保护线粒体的完整性和功能。
（二）自我修复
2020年4月9日,《Front Cell Dev Biol（细胞与发育生物学前沿）》杂志在线发表了最新研究成果“OPA1-Exon4b binds to mtDNA D-loop for transcriptional and metabolic modulation, independent of mitochondrial fusion”。在该研究中，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员刘兴国课题组与武汉大学、中山大学、广州医科大学等多个研究组合作揭示线粒体自我功能修复的全新机制。
我们线粒体家族在细胞内总是相亲相爱，当个别线粒体出现损伤发生能量异常时，可以与其他功能正常的线粒体进行融合得到恢复。
融合的模式一般有两种：短暂的“kiss-and-run”，抑或完全融合为一体。使用哪种是由在内膜上的蛋白OPA1来决定的。OPA1如同线粒体社交的“情商”。
刘兴国组发现OPA1的外显子之一4b不依赖于线粒体之间的融合，直接调控线粒体呼吸而恢复自我能量供给。
刘兴国说：“当线粒体通过社交得到外援而功能恢复，OPA1不含外显子4b的剪接体发挥了“情商”的决定作用；当线粒体“心即是理”自我功能恢复，OPA1含外显子4b的剪接体发挥了“良知”的启动作用；当线粒体损伤严重将导致细胞死亡，OPA1则骤然“心碎” 释放内嵴的细胞色素c引发凋亡。
好了，关于“我是谁，我从哪里来，我是干嘛的”，我已经简单地介绍完了。目前，你们对我的了解仅仅局限于科学家们已有的研究成果，我希望，随着你们人类科学技术的进步，你们能够对我有更多的了解。
生物知识其实并不想你认为的那般高深复杂，反倒是与我们的生活息息相关。
参考资料：
[1]谢洪,李艳君,陈英玉.线粒体自噬[J].中国生物化学与分子生物学报,2011,27(12):1081-1087.
[2]Cao Ran,Li Li,Ying Zhengxin,Cao Zichen,Ma Yongfen,Mao Xiaoxu,Li Jiaojiao,Qi Xiangbing,Zhang Zhiyuan,Wang Xiaodong. A small molecule protects mitochondrial integrity by inhibiting mTOR activity.[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2019,116(46).
[3]廖文波等.《植物学（第二版）》.高等教育出版社
[4]KUTSCHERA, Ulrich; NIKLAS, Karl J. Endosymbiosis, cell evolution, and speciation. Theory in Biosciences, 2005, 124.1: 1-24.
[5]刘兴国，《广州健康院揭示线粒体自我功能修复的全新机制》，中科院广州生物医药与健康研究院。
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