线粒体通常被认为是细胞的强大力量，只是较大生物的一部分，但它们在细胞结构中是独特的，因为它们具有不同于母细胞的DNA。就像其母细胞一样，线粒体也需要质量控制机制来维持其DNA并保持其正常功能。

一种这样的机制是线粒体融合。尽管在教科书中线粒体通常被描述为静态且呈豆形，但实际上更具动态性。它们在整个单元中移动，彼此融合并分裂。在此过程中，不同线粒体的内含物(包括其DNA)将混合在一起，这一过程对其产生细胞能量的能力至关重要。

2003年，加州理工学院的生物学教授David Chan证明线粒体融合对于生命至关重要。Chan和他的同事对小鼠进行了基因改造，以防止线粒体融合，并发现其胚胎在发育过程中死亡。然而，线粒体融合在发育过程中所起的确切作用仍不清楚。

在一项新研究中，研究人员在实验室的陈阳的发展过程中调查了线粒体融合的作用，生殖 细胞是产生精子的细胞-The。他们通过仅在雄性生殖系干细胞中阻断线粒体融合，同时在身体的所有其他细胞类型中保留线粒体融合来做到这一点。

突变小鼠不能产生精子，因此不育。为了理解原因，研究人员仔细检查了种系干细胞向精子细胞的进程，以准确了解发生问题的地方。他们发现问题是在减数分裂过程中发生的，减数分裂是一种细胞分裂，这种分裂产生的细胞含有正常染色体的一半(例如，在人类中，减数分裂产生的每个“女儿”细胞均含有23条染色体，而不是正常的46条染色体) )。这些细胞然后变成精子或卵，然后在有性生殖过程中与对方融合时获得完整的染色体。

生物学研究生和该研究的主要作者格里高·瓦鲁赞扬(Grigor Varuzhanyan)解释说，种系细胞直到减数分裂才表现正常，然后被“卡住”，无法继续进行下去。减数分裂的重要功能是交换母本和父本DNA，以促进后代的遗传多样性。他说：“在减数分裂过程中，细胞需要大量能量来洗刷爸爸妈妈的DNA。突变的线粒体没有融合就无法混合它们的内含物，结果其产生能量的机制受到了损害，”他说。

当研究人员检查年纪较大的小鼠时，他们发现生殖细胞的消耗更为严重，但令人惊讶的是，生殖系干细胞的自我更新活性实际上有所提高。因此，研究人员得出结论，尽管线粒体融合是生殖细胞发育所必需的，但对于维持种系干细胞却不是必需的。Chan和他的同事认为这是因为干细胞比分化细胞对线粒体能量的依赖少，因此受线粒体融合损失的影响较小。

线粒体异常引起许多疾病，影响心脏，肌肉和神经等组织以及视力和生育能力。Varuzhanyan说，诸如此类的研究可能有助于增进对这些疾病起作用机制的理解。

描述该研究的论文标题为“线粒体融合是精原细胞分化和减数分裂所必需的”，已发表在eLife杂志上。