原本傳統上認為真核生物當中的粒線體，一個粒線體就像一顆電池一樣運作，供給生物活動所需要的能量。但一項新的研究改寫原先的認知，UCLA 學者從驅動特斯拉電動車的電池得到靈感，發現粒線體當中的多個粒線體皺褶，就像特斯拉電池裡單一的電池單元一樣，多個單元組合成大型電池，改寫原先教科書的敘述。
除了成熟的紅血球因沒有細胞質而沒有粒線體之外，人體每個細胞都有粒線體存在，數量則視細胞種類而定。加州大學洛杉磯分校大衛．葛芬醫學院內分泌與藥理學教授 Orian Shirihai 博士說：「先前被既定印象影響，認定一個粒線體就是一顆電池，導致沒有人重新審視實際狀況。」
或許是加州是特斯拉的大本營，因此能夠跨學科刺激新的想像。一顆特斯拉電池因車型差異，具備 5,000~ 7,000 電池單元，帶來快速充電，能高效率冷卻，還有短時間加速的優點。同樣的想法帶進細胞層次，粒線體的構造是否像電動車電池一樣，其實是由好幾個小單元構成的呢？
Shirihai 自己觀察有些種類細胞粒線體不多，但是粒線體呈現長長的形狀，並不符合一顆粒腺體就是一顆電池的說法，細胞仍能生產足夠的能源，因此開始質疑先前教科書的說法。Shirihai 說：「先前電動車工程師提到有許多小電池單元，比起單一一顆大電池的好處；如果一顆電池壞了，其他顆電池仍然繼續工作，整個電池系統仍能運作，而好幾個小電池能在需要的時候，提供夠高的電流。」
▲ 研究人員發現粒線體皺褶構成單獨的電力勢，就像一顆一顆獨立電池，改寫原先教科書的說法。(Source：UCLA)
研究團隊運用特別調整過的超高解析度顯微鏡，一邊觀察粒線體的內部狀況，一邊觀察胞器內能源生產和電壓分布狀況。Shirihai 說：「得到的圖告訴我們，每個粒線體皺褶在電力勢皆獨立，運作上就是個別的電池。如果一個粒線體皺褶受損後停止運作，其他的粒線體皺褶仍能維持它們各自的模電力勢。」
Shirihai 笑著說：「當初討論的那位電動車工程師知道他們是對的可樂了，結果粒線體和特斯拉電池同樣由小單元串接而成，趨同演化的例子。」
除了粒線體代表一顆人體電池，另外還有粒線體皺褶只是增加表面積，增進電化學的進行效率，也在此次研究當中被打破。先前研究者已經知道，如果粒線體皺褶蛋白受損的話，粒線體相當容易受到破壞，如今在新的高解析度影像之下，我們知道原因了，原來是這些在粒線體皺褶的蛋白是充當阻隔用途，才能靠一個一個粒線體皺褶組成單獨的生物產電單元，不然就會變成是一個粒線體就是一個超大的電池。
由於粒線體出毛病，會引起肌肉和神經的問題，而且粒線體與人體老化機制有關。這次研究進一步認識粒線體，進而開發相關的醫療作法。
- Cells’ mitochondria work much like Tesla battery packs, study finds
- 論文連結：Individual cristae within the same mitochondrion display different membrane potentials and are functionally independent
(首圖來源：NIH)
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