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丙酮酸脱氢酶可从线粒体跳跃到细胞核中

日期:2014-11-17 00:00:00

在细胞核中DNA缠绕着称之为组蛋白的特殊蛋白质。通常情况下,组蛋白使得DNA紧密包装,阻止了基因表达和DNA复制,后两者是细胞生长和分裂的必要条件。为了让这些至关重要的功能得以实行,需要由一种叫做乙酰辅酶A(acetyl-CoA)的关键分子提供乙酰基,附着到组蛋白上对其进行修饰。这种附着使得DNA松弛,允许DNA复制和基因表达。这一称作为“DNA表观遗传调控”的机制对于正常的功能,以及心脏衰竭或癌症等常见疾病均极为重要。然而直到现在,对于细胞核生成组蛋白乙酰化所需的乙酰辅酶A的机制仍不清楚。

 

在医学系博士后研究人员Gopinath SutendraEvangelos Michelakis教授的领导下,这一研究小组发现过去被认为仅定位在线粒体内的一种酶丙酮酸脱氢酶复合体(PDC)实际上可以进入到细胞核中,完成它在线粒体中所做的事情:生成乙酰辅酶A。在线粒体中时,PDC利用大家饮食中的碳水化合物来生成乙酰辅酶A是为了产生能量。而在细胞核中,PDC生成乙酰辅酶A是为了实现组蛋白乙酰化。

 

Sutendra说:“一种酶从一个细胞器跳跃到另一个细胞器中,这真是闻所未闻,大家的结果相当的惊人。大家原本想检测线粒体中乙酰辅酶A的水平和PDC,因为大家认为它们存在于那里。然而偶然地大家同时得到了分离出的细胞核,大家在细胞核中看到了PDC。因此大家提出了疑问,‘PDC在那里做什么?’一切由此开始。”Michelakis 说:“大家惊讶地发现,尽管早就认识到了组蛋白乙酰化在细胞生物学和医学中的重要性,尽管许多人付诸了努力来开发调控组蛋白乙酰化的药物,但对于细胞核中乙酰辅酶A的来源仍不清楚。有时候一些重要的生物知识题的答案就在大家身边,等待着大家去发现。”

 

该研究小组发现PDC易位到细胞核中使得癌细胞以更快的速度生长,这一发现或许可促成抗癌战争其他的一些策略。由于这些研究结果与一般情况下大家的DNA调控有关,这项研究有可能对于表观遗传调控起至关重要作用的、许多生理和病理情况产生更广泛的影响。“发现将能量生成(新陈代谢过程)与基因调控联系在一起的这一新信号通路,大家感到非常的兴奋,”研究人员说。

 

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