据去年11月Nature的一篇文献，科学家们发现了一个惊奇的现象，线粒体竟然有两种类型，这一发现打破了生物学界百年的传统认知。
线粒体
研究发现，当细胞面临高能量需求时，线粒体通过动态分化为功能特化的亚群实现"劳动分工"，即变成两种形态，其中一类亚群富集脯氨酸-5-羧酸合成酶（P5CS），形成丝状聚合体（filamentous structures），主动拆除ATP合成酶和嵴结构（cristae-deficient），专注还原代谢合成脯氨酸/鸟氨酸；另一亚群则强化嵴结构和ATP合成酶，专攻氧化磷酸化（OXPHOS-dedicated）。这种分工使细胞同步维持生物合成与能量生产。
这种分工是可逆的，是细胞应对代谢冲突的适应性策略。P5CS富集亚群虽无嵴结构，但膜电位升高（higher membrane potential），创造强还原环境以驱动生物合成；而OXPHOS专精亚群则通过嵴结构优化能量转化效率。揭示了线粒体通过动态重组，在有限空间内同时满足"建造"与"供能"需求。
线粒体的“劳动分工”
打个比方，把细胞比做一个工厂，而线粒体有两个功能，一个是提供能量（ATP），相当于发电机，ATP合成酶和嵴就是发电装置，这是其主要功能，另一个是合成制造蛋白质等大分子所需要的脯氨酸、鸟氨酸等原料，相当于搞建筑的。
而当细胞工厂既缺电又缺建材的危机时，一部分线粒体就会把用于发电的装置（ATP合成酶和嵴）拆了，腾出地方放制造建材的装置，专门用来搞建筑，提高效率，而拆了的部分会影响另一些线粒体，让其专门发电，且发电效率相比原来的也有所提高。（连细胞器都懂“分工增效”，打工人泪目！）
有意思的是，当细胞缺电又缺建材的危机解除时，所有的线粒体又会回到原来的状态，也就是目前课本上所教的线粒体。
这个发现有助于帮助科学家理解肿瘤细胞代谢重编程。
参考文献
Ryu, K.W., Fung, T.S., Baker, D.C. et al. Cellular ATP demand creates metabolically distinct subpopulations of mitochondria. Nature 635, 746–754 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08146-w
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