线粒体被称为细胞的“能量工厂”，负责生产ATP为生命活动供能。但一个长期困扰生物学家的谜题是：细胞核作为细胞的控制中心，其内部进行着大量耗能过程——如DNA复制、基因转录和组蛋白修饰——这些能量从哪里来？核膜如同一道坚固的城墙，高能分子如何穿越这道屏障直达核内？

2026年6月10日，亚利桑那大学Hesham A. Sadek团队在Nature在线发表题为Mitochondria directly interact with the nuclear pore complex的研究论文，该研究揭开了这个谜底。科学家发现，线粒体并非仅仅在细胞质中“发电”，而是通过一种此前未知的直接物理接触，将能量“插头”直接插在了细胞核的“插座”上。

核心发现：线粒体与核孔的亲密接触

研究团队通过高分辨率显微镜、蛋白质组学筛选和邻近标记等多种技术，首次发现了线粒体与核孔复合物之间的直接相互作用。核孔复合物是镶嵌在核膜上的“城门”，负责调控分子进出细胞核。

研究人员鉴定出，这种接触依赖于两个关键蛋白：位于核孔胞质侧的RANBP2（也称NUP358）和位于线粒体外膜的VDAC1。两者像一对精密的“锁钥”，将线粒体牢牢锚定在核孔附近。

文章模式图（图源自Nature）

功能验证：为细胞核提供专属能源

这种物理接触绝非偶然。当研究人员通过CRISPR技术敲除RANBP2，或破坏其与VDAC1的结合位点后，线粒体与细胞核的距离显著增加。更关键的是，细胞核内的ATP和磷酸肌酸水平随之大幅下降，核内蛋白质的磷酸化水平也受到影响，尤其是与组蛋白修饰、细胞分化和转录调控相关的通路被显著抑制。

这表明，线粒体通过RANBP2-VDAC1接触点，为细胞核开辟了一条“能量专线”，将高能分子直接输送至核内，以满足其高能耗需求。

生物学意义：胚胎发育与心肌分化的守护者

这种能量供给模式的生物学重要性在小鼠实验中得到了惊人体现。当研究人员删除RANBP2的C端结构域后，小鼠胚胎因心脏和神经嵴分化缺陷而死亡。这说明，线粒体-核孔接触点对于胚胎发育，尤其是心脏和神经系统的正常形成，是不可或缺的。

科学意义：改写细胞能量供应的认知

这项研究的突破性在于，它首次揭示了线粒体与核孔复合物之间的直接物理接触，并阐明了其作为“能量补给站”的核心功能。这不仅解答了核内高能磷酸分子来源的长期疑问，也为理解细胞能量代谢的区域化调控提供了全新范式。未来，这一发现可能为与能量代谢紊乱相关的疾病——如心肌病、神经退行性疾病——提供新的治疗靶点。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10588-3