वैज्ञानिकों ने माइटोकोंड्रिया की टेस्ला बैटरी पैक से तुलना की

नए शोध से पता चलता है कि माइटोकॉन्ड्रिया, छोटे पॉवरहाउस जो कोशिकाओं के अंदर रहते हैं और उन्हें ऊर्जा देते हैं, टॉर्च की तरह की बैटरी की तुलना में टेस्ला बैटरी पैक की तरह अधिक काम करते हैं।

नए शोध में दिखाया गया है कि माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना पर पुनर्विचार किया गया है।

लाल रक्त कोशिकाओं के अलावा, मानव शरीर की सभी कोशिकाओं में एक या अधिक माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, और कुछ में हजारों होते हैं। ये आंतरिक सेल संरचनाएं, या ऑर्गेनेल, कोशिका के लिए ऊर्जा की रासायनिक इकाइयों को बनाने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया असामान्य हैं कि उनके पास दो झिल्ली हैं: बाहर की तरफ एक चिकनी और एक झुर्रीदार, अंदर की तरफ एक मुड़ा हुआ।

वैज्ञानिकों ने एक माइटोकॉन्ड्रियन के आंतरिक झिल्ली क्रिस्टे के सिलवटों को कॉल किया। हाल तक तक, वे मानते थे कि तह का उद्देश्य ऊर्जा उत्पादन के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाना था।

हालांकि, हाल ही के लेखक EMBO जर्नल अध्ययन पत्र इस विचार को दूर कर देता है।

इसके बजाय, वे प्रस्ताव करते हैं कि cristae एक सरणी में एक साथ काम करने वाली स्वतंत्र बैटरी की तरह हैं, जो कि टेस्ला बैटरी पैक के समान है जो बिजली की इलेक्ट्रिक कारों की तरह है।

स्वायत्त बैटरी की एक सरणी

शोधकर्ता उच्च संकल्प माइक्रोस्कोपी की मदद से माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर ऊर्जा उत्पादन की कल्पना करने के बाद इस निष्कर्ष पर पहुंचे।

"क्या छवियों ने हमें बताया था कि इनमें से प्रत्येक cristae एक स्वायत्त बैटरी के रूप में काम कर रहा है, स्वतंत्र रूप से स्वतंत्र है," वरिष्ठ अध्ययन लेखक डॉ। ओरियन एस। शिरहाई, डेविड हॉफेन स्कूल ऑफ मेडिसिन में एंडोक्रिनोलॉजी और फार्माकोलॉजी में मेडिसिन के प्रोफेसर कहते हैं कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स।

"एक crista," वह कहते हैं, "क्षतिग्रस्त हो सकता है और काम करना बंद कर सकता है जबकि अन्य अपनी झिल्ली क्षमता को बनाए रखते हैं।"

लंबे समय तक, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि प्रत्येक माइटोकॉन्ड्रियन में एक एकल बायोएनेरजेनिक इकाई शामिल थी। लेखक विशिष्ट पिछले प्रयोगों का उल्लेख करते हैं, जिसके परिणाम जांचकर्ताओं को यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित करते हैं कि "संपूर्ण संगठन एक विद्युत इकाई के रूप में कार्य करता है।"

वास्तव में, डॉ। शिरहई पारंपरिक माइक्रोस्कोपी के साथ क्या देख सकते हैं, इसकी पुष्टि करने के लिए दिखाई दिया। कुछ बहुत लंबे माइटोकॉन्ड्रिया के साथ अच्छी तरह से काम करने वाली कोशिकाओं का अवलोकन करना बहुत सारी छोटी बैटरी के विचार का सुझाव नहीं देता है।

“इससे पहले किसी ने इस पर ध्यान नहीं दिया था क्योंकि हम इस तरह से सोचने के लिए बंद थे; धारणा यह थी कि एक माइटोकॉन्ड्रियन का मतलब एक बैटरी था, "वे बताते हैं।

अभूतपूर्व उच्च संकल्प इमेजिंग

हालांकि, इलेक्ट्रिक वाहन डिजाइन करने वाले इंजीनियरों के साथ बातचीत ने डॉ। शिरहाई को एक बड़ी एक के बजाय कई छोटी बैटरियों की सरणियों के फायदों से अवगत कराया।

"[I] f कुछ होता है एक [बैटरी] सेल के लिए," वह नोट करता है, "सिस्टम काम करता रह सकता है, और कई छोटी बैटरी ज़रूरत पड़ने पर बहुत अधिक करंट प्रदान कर सकता है।"

मॉडल के आधार पर, टेस्ला इलेक्ट्रिक वाहनों में 7,000 तक छोटी बैटरी सेल हो सकती हैं। ये एक ग्रिड का रूप लेते हैं जो वाहन को जल्दी से चार्ज करने और कुशलता से ठंडा करने की अनुमति देता है। इस तरह की व्यवस्था त्वरण के लिए बहुत अधिक शक्ति प्रदान करती है।

माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर करीब से देखने के लिए, टीम "जीवित कोशिकाओं में उच्च spatiotemporal संकल्प में [आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली] इमेजिंग के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण विकसित किया।" वैज्ञानिकों ने पहले कभी इतना उच्च संकल्प नहीं देखा था।

नव अनुकूलित उच्च संकल्प माइक्रोस्कोपी के साथ, टीम माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर वोल्टेज वितरण और ऊर्जा उत्पादन की कल्पना कर सकती है।

प्रोटीन क्लस्टर विद्युत इन्सुलेटर की तरह कार्य करते हैं

शोधकर्ताओं ने देखा कि कैसे cristae के बीच प्रोटीन समूहों ने विद्युत इन्सुलेटर के रूप में कार्य किया। वे पहले से ही जानते थे कि प्रोटीन समूहों के बिना, माइटोकॉन्ड्रिया अधिक आसानी से टूट जाते हैं। वास्तव में, टीम ने यह भी देखा कि कैसे माइटोकॉन्ड्रिया में प्रोटीन समूहों की कमी होती है जो एक बड़ी बैटरी सेल की तरह व्यवहार करती है।

लेखकों का सुझाव है कि ये अध्ययन निष्कर्ष न केवल माइटोकॉन्ड्रिया काम करने की समझ को बढ़ाते हैं बल्कि यह भी बताते हैं कि कैसे रोग, उम्र बढ़ने और यहां तक ​​कि चिकित्सा जटिलताओं में योगदान करते हैं।

विशेषज्ञों ने कई चिकित्सा जटिलताओं को जोड़ा है - जैसे कि इस्किमिया usion रीपरफ्यूजन चोट - माइटोकॉन्ड्रिया में क्राइस्ट के गंभीर व्यवधान के लिए।

डॉ। शिराहाई ने कहा: "जिन बैटरी विशेषज्ञों से मैंने मूल रूप से बात की थी, वे यह सुनने के लिए बहुत उत्साहित थे कि वे सही थे।"

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि माइटोकॉन्ड्रिया एक प्राचीन सहयोग से विकसित हुआ था, जिसके बारे में तब हुआ जब नाभिक के साथ कोशिकाओं ने ऑक्सीजन-निर्भर सरल कोशिकाओं को घेर लिया था जिसमें नाभिक की कमी थी। सुरक्षा के बदले में, आंतरिक कोशिका, या ऑर्गेनेल, ऊर्जा के साथ अपना मेजबान प्रदान करता है।

"यह पता चला है कि माइटोकॉन्ड्रिया और टेस्लास, अपनी कई छोटी बैटरी के साथ, अभिसरण विकास का मामला हैं।"

डॉ। ओरियन एस। शिरहाई

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