洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员发现，细胞内存在一种被称为“线粒体串珠”（mitochondrial pearling）的有节奏的珠状运动，它在组织线粒体DNA方面发挥着至关重要的作用。
研究表明，线粒体会短暂地转变为类似于“一串珍珠”的形状，以防止DNA发生聚集。这一过程确保了核样体（即线粒体DNA，mtDNA的聚集体）在整个细胞器内保持均匀的间距。
长期以来，科学家们一直知道，mtDNA必须进行规律性分布，以确保基因的正常表达以及细胞分裂过程中的可靠遗传。然而，以往关于线粒体融合或分裂的理论，无法解释为何即使在这些过程受阻时，这种间距分布依然能够维持。
重新发现百年之谜
由 Suliana Manuscrip 教授和博士后研究员 Juan Landoni 领导的研究团队，利用超分辨率成像和电子显微镜技术，观察到这种“串珠”现象每分钟会发生数次。在这些爆发性运动期间，线粒体会产生收缩，其收缩程度与DNA簇的自然间距相吻合。
当线粒体转变为这种“串珠”状态时，较大的mtDNA簇会发生破碎，并重新分布到新的珠状区域中。一旦线粒体恢复其管状结构，DNA便保持了分离状态。
“自 1915 年 Margaret Reed Lewis 首次描绘出线粒体串珠现象以来，它在很大程度上一直被视为与细胞压力相关的异常现象，”Landoni 表示，“一个多世纪后的今天，它正作为一种优雅且高度保守的机制，成为线粒体生物学的核心。”
研究人员发现，这一过程受钙离子进入线粒体以及内部膜结构调节。当这些调节机制失效时，核样体往往会发生聚集。
由于线粒体功能障碍与包括阿尔茨海默病、帕金森病和肝衰竭在内的代谢及神经系统疾病密切相关，这种物理机制为医学研究提供了新的靶点。该研究表明，细胞依靠这种简单的物理运动来维持其遗传物质的稳定性。