來自阿爾伯塔大學(xué)醫(yī)學(xué)與牙科學(xué)院的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了，新陳代謝與DNA調(diào)控相關(guān)聯(lián)的一條新途徑。這些研究結(jié)果對(duì)于了解包括癌癥在內(nèi)的許多常見疾病可能具有重要的意義。這一研究發(fā)表在7月3日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。
在細(xì)胞核中DNA纏繞著稱之為組蛋白的特殊蛋白質(zhì)。通常情況下，組蛋白使得DNA緊密包裝，阻止了基因表達(dá)和DNA復(fù)制，后兩者是細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的必要條件。為了讓這些至關(guān)重要的功能得以執(zhí)行，需要由一種叫做乙酰輔酶A（acetyl-CoA）的關(guān)鍵分子提供乙酰基，附著到組蛋白上對(duì)其進(jìn)行修飾。這種附著使得DNA松弛,允許DNA復(fù)制和基因表達(dá)。這一稱作為“DNA表觀遺傳調(diào)控”的機(jī)制對(duì)于正常的功能，以及心臟衰竭或癌癥等常見疾病均極為重要。然而直到現(xiàn)在，對(duì)于細(xì)胞核生成組蛋白乙酰化所需的乙酰輔酶A的機(jī)制仍不清楚。
在醫(yī)學(xué)系博士后研究人員Gopinath Sutendra和Evangelos Michelakis教授的領(lǐng)導(dǎo)下，這一研究小組發(fā)現(xiàn)過去被認(rèn)為僅定位在線粒體內(nèi)的一種酶: 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(PDC)實(shí)際上可以進(jìn)入到細(xì)胞核中，完成它在線粒體中所做的事情：生成乙酰輔酶A。在線粒體中時(shí)，PDC利用我們飲食中的碳水化合物來生成乙酰輔酶A是為了產(chǎn)生能量。而在細(xì)胞核中，PDC生成乙酰輔酶A是為了實(shí)現(xiàn)組蛋白乙酰化。
Sutendra說：“一種酶從一個(gè)細(xì)胞器跳躍到另一個(gè)細(xì)胞器中，這真是聞所未聞，我們的結(jié)果相當(dāng)?shù)捏@人。我們?cè)鞠霗z測(cè)線粒體中乙酰輔酶A的水平和PDC,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為它們存在于那里。然而偶然地我們同時(shí)得到了分離出的細(xì)胞核，我們?cè)诩?xì)胞核中看到了PDC。因此我們提出了疑問，‘PDC在那里做什么？’一切由此開始?！?/span>
Michelakis 說：“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管早就認(rèn)識(shí)到了組蛋白乙?；诩?xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的重要性，盡管許多人付諸了努力來開發(fā)調(diào)控組蛋白乙酰化的藥物，對(duì)于細(xì)胞核中乙酰輔酶A的來源卻仍不清楚。有時(shí)候一些重要的生物學(xué)問題的答案就在我們身邊，等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?！?/span>
該研究小組發(fā)現(xiàn)PDC易位到細(xì)胞核中使得癌細(xì)胞以更快的速度生長(zhǎng)，這一發(fā)現(xiàn)或許可促成抗癌戰(zhàn)爭(zhēng)其他的一些策略。由于這些研究結(jié)果與一般情況下我們的DNA調(diào)控有關(guān)，這項(xiàng)研究有可能對(duì)于表觀遺傳調(diào)控起至關(guān)重要作用的、許多生理和病理情況產(chǎn)生更廣泛的影響。“發(fā)現(xiàn)將能量生成（新陳代謝過程）與基因調(diào)控聯(lián)系在一起的這一新信號(hào)通路，我們感到非常的興奮，”研究人員說。
原文檢索：
Gopinath Sutendra, Adam Kinnaird, Peter Dromparis, Roxane Paulin, Trevor H. Stenson, Alois Haromy, Kyoko Hashimoto, Nancy Zhang,Eric Flaim, Evangelos D. Michelakis.?A Nuclear Pyruvate Dehydrogenase Complex Is Important for the Generation of Acetyl-CoA and Histone Acetylation. Cell, 3 July 2014; DOI:?10.1016/j.cell.2014.04.046