在细胞有丝分裂过程中，线粒体通常是随机分配吗？

来源公众号：学甫无境 　　作者：王甫荣 

问题的提出：在教学中，我们经常会说细胞质中的线粒体是随机分配的，理由是没有纺锤丝牵拉，染色体是平均分配的，因为有纺锤丝牵拉。事实上，线粒体的分配也不是随机分配，有时还是非常均等分配到子细胞中。

在细胞分裂的过程中，细胞骨架和膜系统会经历快速、复杂且有序的重塑过程。除了染色质的复制分裂之外，膜性细胞器和核膜也会经历解聚和重塑，而更小一些的细胞器，比如线粒体，也会合理地分配到子细胞中。虽然过去有些研究发现，某些微丝结合蛋白会影响线粒体在子细胞的分配情况，但是细胞是如何将线粒体合理分配到两个子细胞中的机制并不清楚。

2021年，宾夕法尼亚大学医学院Erika L. F. Holzbaur实验室的研究成果，关于在有丝分裂过程中线粒体通过微丝动态变化的帮助，完成了均等分配。他们观察到正常情况下，线粒体会被非常均等地分配到两个子细胞中，而Cyto D（肌动蛋白的抑制剂）处理后，线粒体在子细胞中分配严重不均衡。

研究人员观察到在有丝分裂时线粒体分布在整个细胞质中并且包围着纺锤体，并且发现在有丝分裂中期，微丝在整个细胞质中呈现出绳索状的辐射图案。细胞骨架是细胞器定位的关键调节因子，鉴于线粒体在细胞有丝分裂中从微管上脱离下来，微丝是否是随后维持线粒体位置形态的脚手架呢？利用结构光照明（GI-SIM）显微镜进行观察后，研究人员发现肌动蛋白被排除在纺锤体区之外，但在富含细胞器的细胞质中纵横交错，微丝与线粒体有着紧密的联系，线粒体并不是沿着微丝运动，而是随着微丝一起运动（如图）。随后研究人员利用肌动蛋白的抑制剂处理细胞，造成线粒体聚集、运动能力下降，并且线粒体在细胞质中分布不均。

研究发现，有丝分裂过程需要确保细胞器分配的公平性，而在不对称分裂的细胞中，功能不同的线粒体会被不均等地分配到子细胞中，从而影响细胞命运。在乳腺干细胞中，接受较少的老的线粒体的子细胞会保持干细胞特征。在这种不对称分裂的情况下，线粒体弄混的机制是否会被抑制，是否还存在其他机制来维持不对称分裂中线粒体的分配问题都有待进一步研究。

按照这样的研究成果，在细胞分裂的过程中，既能增生又能平均分配到两个子细胞中的细胞器只有中心体的观点是有误的。