这篇论文于本周发表在“ 美国国家科学院院刊”上，涉及一项因果实验，开始对细胞造成严重破坏的线粒体连锁反应，一直到基因水平。

“我喜欢把它称为'切尔诺贝利效应' - 你已经开启反应堆，现在你无法将其关闭，”资深作者Bennett Van Houten博士说，他是药理学和化学生物学教授。匹兹堡大学医学院和UPMC希尔曼癌症中心。“你有这种清洁燃烧的机器现在像疯了一样污染，污染反馈并损害电子传输功能。这是一个恶性循环。”

Van Houten的团队使用了卡内基梅隆大学Marcel Bruchez博士发明的一项新技术，该技术在暴露于光线时会在线粒体内产生有害的活性氧 - 在这种情况下为单线态氧。

“那是切尔诺贝利事故，”范霍滕说。“一旦你关灯，就不再有单线态氧气了，但是你已经破坏了电子传输链，所以48小时后，线粒体仍在泄漏出活性氧 - 但细胞并没有死亡，它们是'只是坐在那里喷发。“

此时，细胞核被自由基击中。它缩小和扭曲。细胞停止分裂。然而，DNA似乎完好无损。

也就是说，直到研究人员开始专门研究端粒 - 每条染色体末端的保护帽，使它们能够继续复制和补充。端粒非常小，因此仅限于端粒的DNA损伤可能不会出现在全基因组测试中，就像研究人员迄今为止所使用的那样。

研究合着者，皮特公共卫生研究生院和UPMC希尔曼的环境和职业健康教授帕特里夏·奥普雷斯科博士说：“如果你把染色体想象成一辆汽车，那么端粒将是其牌照的宽度。” 。

因此，为了观察线粒体融化的遗传效应，研究人员不得不用荧光标签照亮那些微小的端盖，而且他们发现了端粒脆弱和断裂的明显迹象。

然后，在关键步骤中，研究人员在具有灭活线粒体的细胞上重复整个实验。没有线粒体使反应永久化，细胞内没有自由基的累积，也没有端粒损伤。

“基本上，我们在有机会造成任何损害之前关闭机器，”范霍滕说。

Van Houten建议，这些研究结果可用于改善光动力癌症治疗，其中包括用光纤电缆传输的活性氧物质轰击实体肿瘤。

他的团队在这些实验过程中发现的一件事是，抑制ATM（一种发出DNA损伤信号的蛋白质）会放大线粒体喷出的活性氧物质的破坏性影响。细胞不仅萎缩，而且还死了。

Van Houten说，通过将光动力疗法与ATM抑制相结合，有可能设计出一种能够有效杀死癌细胞的系统。