近日，我组在线粒体代谢组学与脂质组学研究方面取得进展。通过发展一种基于磁性金属有机框架材料（MOF）的免疫亲和捕获技术，实现了酵母线粒体的高效、高特异性分离，并成功应用于Crabtree效应下酵母线粒体代谢组与脂质组重塑研究。

Crabtree效应是酵母在高糖环境下优先进行发酵而非呼吸代谢的经典适应性现象，但传统线粒体分离方法存在操作繁琐、回收率低、结构完整性易受损等问题，限制了对该效应亚细胞层面的深入解析。为解决这一瓶颈，本文开发了一种磁性MOF免疫亲和复合材料（Fe₃O₄/UiO-66-NH₂@Avidin@TOM70）。该材料结合Fe₃O₄的快速磁响应能力、UiO-66-NH₂的高比表面积与良好生物相容性，以及生物素-亲和素体系和TOM70抗体的特异识别作用，实现完整酵母线粒体的精准富集。与传统差速离心和蔗糖密度梯度离心方法相比，该方法分离速度更快，线粒体纯度更高，并能更好保持线粒体结构与功能完整性。

基于此，研究人员对4种酵母线粒体进行了非靶向代谢组学和脂质组学分析，共鉴定到129种代谢物和385种脂质。该研究从细胞器水平重新认识了Crabtree效应，揭示其本质上是一种协调中心碳代谢、氨基酸代谢和脂质合成网络的多层次全局代谢开关。该磁性MOF辅助的线粒体精准捕获技术不仅为线粒体高效分离提供了新方法，也为解析微生物代谢调控、发酵适应机制及亚细胞组学研究提供了新思路。

相关研究以“Magnetic Metal–Organic Framework (MOF)-Mediated Precision Capture of Mitochondria Reveals Subcellular Metabolic and Lipid Remodeling of Crabtree Effect in Yeast”为题，发表在Analytical Chemistry上（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42017770/）。该工作的共同第一作者是我组联培硕士研究生杜庭沪与联培博士研究生李婷，通讯作者为石先哲副研究员。上述工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。（文/图杜庭沪）