线粒体是体内每一个细胞中的重要能量来源，特别是对于高度耗能的大脑而言。由比利时教鲁汶大学的Pierre Vanderhaeghen领导的研究团队在《科学》杂志上发表了他们的最新发现。他们发现线粒体在大脑发育过程中扮演着关键角色：调控干细胞如何转变为细胞。在一个精确的时期内，线粒体的活动对细胞的命运起到了决定性的影响，这个时间段在人类身体中持续的时间是小鼠的两倍。这一发现揭示了线粒体的独特功能，可能有助于我们理解人类大脑为何能进化得更大，以及线粒体缺陷如何引发发育疾病。
我们的大脑是由数十亿个多样化的元构成的复杂结构。这些元是在大脑发育过程中产生的，当干细胞停止自我更新并开始分化成特定类型的元时，这个过程被称为发生。这个过程受到严格的调控，产生了我们复杂的大脑结构。研究表明，干细胞生成元的细微差异是导致我们大脑大小和复杂性急剧增加的原因。
岩田亮平博士后是Vanderhaeghen实验室的一员，他开发了一种新方法，能够在干细胞分化成元的过程中观察到更多的线粒体细节。他解释说，在干细胞后的短时间内，即将自我更新的子细胞中的线粒体会融合，而即将分化成元的子细胞中的线粒体则表现出高水平的裂变。这并不是巧合，实际上，研究人员能够证明线粒体融合的增加确实推动了元命运的分化。
Vanderhaeghen实验室的博士生Pierre Casimir进一步指出，线粒体动态变化对细胞命运选择的影响仅在有限的特定时间窗口内发生，就在细胞之后。这个时间段在内的时长是小鼠的两倍，这一情况可能会对新兴的细胞重编程领域产生深远影响。科学家们正试图将非细胞直接转变为细胞以实现治疗目的。考虑到人类细胞的可塑性时期比小鼠更长，这可能有助于我们理解人类祖细胞的自我更新能力如何塑造了我们的独特大脑和认知能力。我们对这一微小细胞器——线粒体在人类大脑演化中的潜在作用感到无比惊奇。本文的翻译和审校工作已经完成，引进自佛兰德斯生物技术研究所并发布于数字科技馆等平台供大众阅读学习。