线粒体通常被称为细胞的能量来源，就像电池一样，线粒体可以产生化学能。不管它是大脑、肌肉或是植物细胞，纳米级通道控制可以控制线粒体的活动，使某些蛋白质和其他分子进入线粒体中。蛋白质是一种庞大而复杂的分子，但线粒体膜是不透水的和完整的，它们是如何从细胞质进入线粒体的，几十年来一直困惑着科学家们。

莫纳什大学的研究人员与日本的同事研究发现了分子是如何控制这种亚细胞的活动的，他们在新的可视化过程中，实时实现原子水平成像。这个发现揭示了一个不可或缺的神秘生物，并于9月25日发表在著名的《科学》上。

澳大利亚墨尔本的莫纳什大学生物医学研究所(BDI) 首席研究员Trevor Lithgow教授指出，这一发现意味着科学家们现在可以使用技术来确定任何透过膜的分子。他说：“蛋白质这种大分子的进出膜过程一直是一个谜。现在表明，这项技术可以应用于解决基本的原子尺度的问题，如细胞内的各种通路，为医学研究开辟了新的路径。”

Lithgow教授和他的团队使用一种新技术，使生物体的遗传编码的系统扩张到包括除常见的20种氨基酸以外的非天然氨基酸。这项技术已经用于澳大利亚少数的实验室中。BDI的首席研究员Takuya Shiota教授致力于TOM 蛋白质复合体的研究，这种复合体是一种大型的、复杂的嵌入线粒体膜的分子，长期以来一直是科研人员的研究对象。Lithgow教授一直在持续研究TOM40，使用x射线晶体学和其他技术试图揭开结构生物学通路的秘密。

Lithgow实验室与京都、东京和名古屋的同事合作，进行了上百种TOM 40复合物的研究，每一种都有新添加的第21种氨基酸。最后的三维数据显示，TOM40蛋白质的结构复杂，也清楚地显示出它是如何控制通道进入线粒体的。

在这项技术可行性得到证实之后，Lithgow教授指出其他实验室正在进行人类细胞生物学中多元化的模拟实验的研究，以揭示被选择的纳米机器的运作机理，其中包括DNA损伤和修复过程、调节代谢紊乱和癌症的。“这种新技术可以帮助我们揭示未知的主要生物领域和其他研究成熟的细胞的奥秘。”他说。

Lithgow教授在莫纳什大学生物医学研究所(BDI)的研究工作已经超过15年。他从巴塞尔的博士研究员开始就致力于蛋白质和其他分子进入线粒体过程的研究，这是一项人类前沿科学项目，在回到澳大利亚后，继续研究TOM40。“这一发现使得我接下来的几年将集中把这种技术转移到澳大利亚其他实验室，届时我将退出:因为那时我们已经可以回答所有的我在瑞士研究的问题。”他说。

该篇发表在《科学》上的研究论文首次出自莫纳什大学的BDI研究所。BDI研究所的主任John Carroll说，这种跨学科的研究方法是一种很好的例子，将成为研究所的标志。“我们集中了生物医学学科的科学家、数学家、化学家和其他重要领域的发现者，这些都为研究工作提供了重要的信息。基于现代生物医学研究正逐渐全球化，需要持续的国际合作才能努力解决这个问题。将世界各国的最好和最有才华的科学家结合起来才能完成这项研究。”他说。

资讯来源:http://www.monash.edu/

新材料在线编译整理——翻译：陈琼      校正：摩天轮