徐薇/趙世民合作團(tuán)隊(duì)《Nature Metabolism》報(bào)道營(yíng)養(yǎng)物信號(hào)調(diào)控表觀遺傳新通路
?足夠的營(yíng)養(yǎng)是細(xì)胞增殖和組織發(fā)育的必要條件。細(xì)胞增殖和組織發(fā)育需要上調(diào)組蛋白乙?；瘉?lái)激活基因轉(zhuǎn)錄。二者之間的聯(lián)系，也就是：“營(yíng)養(yǎng)物信號(hào)如何被傳遞到組蛋白乙酰化？”這個(gè)基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題，長(zhǎng)期未能得到闡明。
?2021年6月17日，生物醫(yī)學(xué)研究院徐薇團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院/代謝與整合生物學(xué)研究院趙世民（生物醫(yī)學(xué)研究院雙聘PI）團(tuán)隊(duì)合作在Nature Metabolism雜志上發(fā)表文章Nuclear dihydroxyacetone phosphate signals nutrient sufficiency and cell cycle phase to global histone acetylation，發(fā)現(xiàn)代謝物信號(hào)和細(xì)胞周期信號(hào)共同調(diào)控組蛋白乙酰化，實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)錄激活。
?在營(yíng)養(yǎng)代謝物豐富的條件下，細(xì)胞內(nèi)的富營(yíng)養(yǎng)感知器mTORC1信號(hào)被激活，使細(xì)胞處于可以進(jìn)行合成代謝和增殖的狀態(tài)。然而，細(xì)胞并不是隨時(shí)可以增殖，只有當(dāng)細(xì)胞處于第一間歇期（G1期）時(shí)，細(xì)胞才能夠合成積累增殖所需的合成原料。mTORC1信號(hào)因此將富營(yíng)養(yǎng)信號(hào)傳遞給細(xì)胞周期依賴(lài)性激酶2(Cyclin-dependent kinases,?CDK2)?。由于CDK2只在G1期出現(xiàn)，因此富營(yíng)養(yǎng)信號(hào)只在G1期被傳遞到細(xì)胞核內(nèi)，參與組蛋白乙?；娃D(zhuǎn)錄激活。
?接收了富營(yíng)養(yǎng)信號(hào)的CDK2并不直接進(jìn)入核內(nèi)，它通過(guò)磷酸化名為磷酸丙糖異構(gòu)酶?(TPI1)?的糖酵酶并將其引入細(xì)胞核。進(jìn)入核內(nèi)的TPI1可以通過(guò)生成全新的代謝物乙酰磷酸二羥丙酮（Acetyl-DHAP，dihydroxyacetone phosphate）來(lái)降低DHAP對(duì)組蛋白去乙酰化的促進(jìn)，進(jìn)而導(dǎo)致組蛋白乙酰化和基因轉(zhuǎn)錄的激活，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖(下圖)。
?該研究發(fā)現(xiàn)了一條可以整合營(yíng)養(yǎng)信號(hào)、細(xì)胞周期信號(hào)和轉(zhuǎn)錄激活通的全新信號(hào)通路，為代謝環(huán)境改變細(xì)胞表觀性狀調(diào)控細(xì)胞增殖揭示了全新機(jī)理，也為包括癌癥等代謝失調(diào)相關(guān)疾病的干預(yù)提供了新思路。
?趙世民團(tuán)隊(duì)/徐薇團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事蛋白質(zhì)乙?；芯?，原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)乙?；谴x調(diào)控新機(jī)制（Science?2010a,?Science?2010b），蛋白質(zhì)乙酰化調(diào)控葡萄糖平衡（Molecular Cell?2011，?Cell Metabolism?2012）以及蛋白質(zhì)乙?；{(diào)控腫瘤發(fā)生（Nature Communications?2017）等。代謝物和細(xì)胞周期信號(hào)對(duì)組蛋白乙?；恼{(diào)控加深了對(duì)乙?；聿±碇匾缘恼J(rèn)識(shí)。
?復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生張嬌嬌、毛云子，生物醫(yī)學(xué)研究院博士生樊婷婷為本文共同第一作者，復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究PI徐薇研究員，復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院/代謝與整合生物學(xué)研究院/遺傳工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙世民教授為本研究共同通訊作者。
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https://doi.org/10.1038/s42255-021-00405-8
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