線粒體（mitochondrion），是細胞的“能量工廠”，線粒體內有一套獨立于細胞核的遺傳物質——線粒體DNA（mtDNA）。由于線粒體在能量穩態中的重要作用，因此，線粒體障礙會導致多種疾病發生，包括發育障礙、神經肌肉疾病、代謝疾病、癌癥進展等等。

此外，線粒體功能障礙在衰老過程中也發揮著重要作用，但其背后的具體機制仍不清楚。

近日，羅切斯特大學醫學中心、德國農場動物生物學研究所、華盛頓大學、慕尼黑工業大學的研究人員合作，在 Nature 子刊 Nature Aging 上發表了題為：Optogenetic rejuvenation of mitochondrial membrane potential extends C. elegans lifespan 的研究論文。

該研究通過基因工程改造秀麗隱桿線蟲的線粒體，使其可以將光能轉化為細胞可利用的化學能，改善其年齡相關表型，并延長壽命約30%。這項研究闡明了衰老過程中的重要機制，并可能為與年齡有關的疾病帶來新的治療方法。

研究團隊對秀麗隱桿線蟲的線粒體進行了基因改造，使其攜帶了從真菌中獲得的光激活質子泵，該團隊于2020年發表在 EMBO Reports 期刊的論文中首次描述了這一成就【2】。

在這項最新研究中，研究團隊發現，當暴露在光線下時，這種光激活質子泵會讓帶電離子穿過線粒體膜，利用光的能量給線粒體充電。

這項研究發現提供了直接的因果證據，證明了挽救與年齡相關的線粒體膜電位下降足以減緩衰老速度，延長健康壽命和壽命。

研究團隊表示，還需要更多地了解線粒體在動物體內的真實表現。首先在線蟲中，就像目前的研究一樣，然后在培養的人類細胞，以及在嚙齒動物模型中進一步驗證。以充分了解人類疾病和衰老最可能的參與者。