
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、基础代谢物该怎样作用染色剂质?
染色质修饰需要特定的代谢物作为“原料”或“调控因子”。提供修饰语辅料的消化吸收物包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等,可以作为组蛋白修饰的直接底物。前体代谢转化物如葡萄糖、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。调节绘制酶几丁质酶的细胞代谢物如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。
他们分泌物的有机废气浓度跌涨很有可能源头于癌组织主观能动性的分泌、动脉血循环往复、靠近癌组织的分泌,或是病症工作状态下的分泌重程序语言,如癌癌组织中的Warburg调节作用造成的乳酸累积。
图1 进入脱色质体现的关于分解物简答主要来源
02、组核蛋白酰基化:
代谢率物与基因遗传表示的桥梁施工
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)和油脂酸分解都能提供酰基化修饰的底物。肠子菌群产生的短链脂肪酸(如丁酸、丙酸)也能影响染色质修饰。支链碳水化合物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:
干预什么是基因“电源开关”
DNA的甲基化数量考虑了染色体是否是出现“激话”方式。举个例子,S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲基化的要素供体,而αKG等排泄物则关系去甲基化酶的活力。特定排泄异常的会关系DNA的甲基化方式,因此与皮肤疾病涉及。举个例子,癌良性肿瘤细胞中,IDH1/2甲基化会导致2HG1个,克制去甲基化酶的活力,使染色体甲基化添加,决定关系良性肿瘤的新进展。起居中的甲硫氨酸、丝氨酸等各种营养成分摄入的物质一定会关系DNA甲基化,凸显了起居与表观基因的关联。
图2 排泄物操作的着色质表达
04、分解代谢物与染料质的
“双项调空”
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:组蛋白去乙酰化可脱离乙酰-CoA,影响细胞的代谢状态。细胞代谢酶可加入细胞核,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、分解代谢-固色质互作的
医学检验现实意义
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,靶点分解信号通路: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。表观基因遗传规律用量:如组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),已经被用于癌症治疗。饮食营养预防:通过调整营养摄入,影响代谢状态,进而调控基因表达。
06、拜谱个人心得体会
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“乳碱化绘制+乳酸靶向疗法分泌”、“棕榈酰化装饰+棕榈酸靶向药物分泌”、“衣康过酸掩盖+衣康酸靶点分泌”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,成功开发了衣康碱化、血清素化绘制等新绘制组学拜谱生物,助力突破技术边界,探索更多修饰领域。欢迎咨询!
符合文献综述:
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