
近期发表于Molecular Cell(IF=14.5)杂志的综述文章“Metabolism-driven chromatin dynamics: Molecular principles and technological advances”,聚焦于代谢物参与的染色质修饰,系统阐述了代谢驱动的染色质动态变化。
01、代谢率物怎么样才能作用固色质?
染色质修饰需要特定的代谢物作为“原料”或“调控因子”。提供突显主料的基础代谢物包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等,可以作为组蛋白修饰的直接底物。前体分解代谢物如葡萄糖、谷氨酰胺、支链氨基酸等,它们通过一系列生化反应转化为修饰所需的物质。宏观调控绘制酶灵活性的新陈代谢物如α-酮戊二酸(αKG)能促进去甲基化,而2-羟基戊二酸(2HG)则会抑制去甲基化。
这样消化吸收物的氧化还原电位跌涨可以來起源于组织组织细胞系自己的消化吸收、血中重复、领近组织组织细胞系的排出,还有症状睡眠状态下的消化吸收重语言编程,如癌组织组织细胞系中的Warburg现象会导致乳酸积聚。
图1 组织着色质淡化的有关系细胞代谢物以及源头
02、组球蛋白酰基化:
排泄物与人类基因把你想表达出来的中介
组蛋白酰基化是代谢物影响基因表达的重要方式之一。酰基化修饰可以通过乙酸、乳酸等代谢物结合在组蛋白上,从而改变染色质的结构,使基因更容易被“读”出来或被“关闭”。研究发现,糖酵解、三羧酸重复(TCA)和皮脂酸分解都能提供酰基化修饰的底物。肠管菌群产生的短链脂肪酸(如丁酸、丙酸)也能影响染色质修饰。支链氨基的代谢水平与心脏疾病相关,其代谢产物能影响组蛋白的修饰状态。这些修饰如何影响基因表达?它们会改变染色质的“开放度”,从而决定某些基因是否能被转录。有些修饰促进基因表达,而有些修饰则可能抑制特定基因。
03
DNA甲基化与去甲基化:
调整染色体“电开关”
DNA的甲基化层次首要了染色体是否有居于“激话”感觉。列举,S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲基化的首要供体,而αKG等排泄物则影晌去甲基化酶的几丁质酶。某一排泄非常会影晌DNA的甲基化感觉,所以与常见疾病相关内容。列举,恶性肉瘤核中,IDH1/2突变性会使得2HG掌握,可以抑制去甲基化酶的几丁质酶,使染色体甲基化加入,终于影晌肉瘤的重大进展。餐食中的甲硫氨酸、丝氨酸等营养素化合物也影晌DNA甲基化,体现出了餐食与表观遗传病的去联系。
图2 细胞代谢物陆续参与的染色法质绘制
04、细胞代谢物与染色法质的
“双项房产调控”
最新研究发现,代谢不仅影响染色质,染色质的修饰也能反过来影响代谢。例如:组蛋白去乙酰化可解放乙酰-CoA,影响细胞的代谢状态。排泄酶可来到细胞系核,直接影响染色质修饰,如某些代谢酶还能催化组蛋白磷酸化。这些相互作用揭示了代谢与基因调控的紧密联系,为理解细胞如何适应环境变化提供了新思路。
05、基础代谢-着色质互作的
医学专业寓意
由于染色质修饰和代谢异常是癌症、代谢疾病等多种疾病的特征,因此科学家们正在探索如何利用这一机制开发新疗法。例如,靶向治疗分解环路:通过药物调控代谢酶的活性,改变染色质修饰,进而影响基因表达。表观基因遗传药品:如组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),已经被用于癌症治疗。美食应对:通过调整营养摄入,影响代谢状态,进而调控基因表达。
06、拜谱工作小结
代谢物作为发生修饰的重要底物,在细胞命运调控中起着关键作用,将修饰组学与靶向代谢物检测结合起来进行研究,具有极大的潜力。拜谱生物,作为国内领先的多组学公司,可提供完善成熟的蛋白组学、修饰组学、代谢组学等多组学产品技术服务。围绕代谢物及其修饰,拜谱生物可提供“乳酸性反应体现+乳酸靶向药物新陈代谢”、“棕榈酰化淡化+棕榈酸靶向药物分解代谢”、“衣康过酸体现+衣康酸靶点细胞代谢”等修饰特色多组学解决方案。此外,拜谱生物聚焦新型修饰检测技术开发,成功开发了衣康过酸、血清素化突显等新突显组学拜谱生物,助力突破技术边界,探索更多修饰领域。欢迎咨询!
参照文献综述:
Sahu V, Lu C. Metabolism-driven chromatin dynamics: Molecular principles and technological advances. Mol Cell. 2025;85(2):262-275. doi:10.1016/j.molcel.2024.12.012