
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、产生物应该如何不良影响着色质?
染色质修饰需要特定的代谢物作为“原料”或“调控因子”。提供绘制原材的分泌物包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等,可以作为组蛋白修饰的直接底物。前体产生物如葡萄糖、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。调整表达酶生物的产生物如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。
这类基础消化吸收物的氧化还原电位波动性会原因于神经元企业自身的基础消化吸收、动脉血循坏、靠近神经元的分泌量,亦或慢性病动态下的基础消化吸收重编译程序,如癌神经元中的Warburg作用造成乳酸1个。
图1 参于复染质淡化的有关系细胞代谢物还有其来自
02、组血清酰基化:
分泌物与dna描述的桥梁施工
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、三羧酸不断循环(TCA)和人体脂肪酸产生都能提供酰基化修饰的底物。直肠菌群产生的短链脂肪酸(如丁酸、丙酸)也能影响染色质修饰。支链有机酸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:
宏观调控DNA“面板开关”
DNA的甲基化的情况判断了DNA是否是位于“激活卡”情形。举例说明,S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲基化的重要供体,而αKG等新陈基础代谢物则应响去甲基化酶的活力。部分新陈基础代谢失败会应响DNA的甲基化情形,出现与疾病症状涉及到。举例说明,癌癌症细胞中,IDH1/2转变会出现2HG掌握,可以抑制去甲基化酶的活力,使DNA甲基化添加,不可能应响癌症的最新动态。飲食中的甲硫氨酸、丝氨酸等营养材质材质怎样才能应响DNA甲基化,做到了飲食与表观基因的取得联系。
图2 代谢转化物参与性的印染质掩盖
04、代谢转化物与复染质的
“双线干预”
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:组蛋白去乙酰化可放出乙酰-CoA,影响细胞的代谢状态。癌细胞代谢酶可打开癌细胞结构,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、产生-固色质互作的
医学检验价值
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,靶向疗法排泄环路: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。表观遗传性口服药物:如组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),已经被用于癌症治疗。饮食搭配诊治:通过调整营养摄入,影响代谢状态,进而调控基因表达。
06、拜谱总结
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“乳过酸呈现+乳酸靶向药物细胞代谢”、“棕榈酰化呈现+棕榈酸靶向疗法代谢转化”、“衣康碱化遮盖+衣康酸靶向治疗细胞代谢”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,成功开发了衣康酸性反应、血清素化遮盖等新遮盖组学拜谱生物,助力突破技术边界,探索更多修饰领域。欢迎咨询!
借鉴文献综述:
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