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細(xì)胞利用核ATP緊急驅(qū)動DNA修復(fù)

2016-06-11 來源:健客網(wǎng)社區(qū)  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:通常,染色質(zhì)DNA緊密排列,以保護(hù)遺傳信息。當(dāng)細(xì)胞受到脅迫或者DNA損傷嚴(yán)重時,基因表達(dá)會全面重編程以緩解DNA與蛋白質(zhì)之間的互作。染色質(zhì)蛋白的修飾需要消耗大量能源。

  三磷酸腺苷(ATP)是維持細(xì)胞生命活動的直接能源,是細(xì)胞內(nèi)能量傳遞的“分子通貨”,負(fù)責(zé)存儲和傳遞化學(xué)能。正常細(xì)胞通過氧化磷酸化過程獲得能量。但是在一些特殊的情況下,細(xì)胞會啟動其他代謝方式獲取替代能源,例如在一些癌細(xì)胞中,ATP能夠在細(xì)胞質(zhì)中通過糖酵解過程產(chǎn)生。因為替代ATP為癌細(xì)胞提供能量,所以它并不受待見。然而最新研究卻證實這一替補路徑還存在“好”的一面。

  根據(jù)西班牙基因組調(diào)控中心(CRG)的最新研究,遭到脅迫的細(xì)胞能夠生成核ATP。如果出現(xiàn)大范圍的DNA損傷或者外部威脅信號,這類細(xì)胞能夠啟動另一條ATP生成途徑緊急修復(fù)損傷的DNA或者重塑染色質(zhì),從而保護(hù)細(xì)胞免于外界壓力。

  啟動核ATP生成,以修復(fù)損傷DNA、重塑染色質(zhì)

  來自于CRG研究中心、龐培法布拉大學(xué)、巴塞羅那生物醫(yī)學(xué)研究所、羅維拉-威爾吉利大學(xué)的科學(xué)家們合作,首次發(fā)現(xiàn)了一個新途徑,能夠在細(xì)胞核內(nèi)生成能量,用于支撐染色質(zhì)重塑、DNA修復(fù)過程。當(dāng)受到脅迫時,細(xì)胞會啟動這一過程用于抵抗外界壓力。

  文章主要論述了細(xì)胞核直接生成ATP用于支撐DNA修復(fù)、染色質(zhì)重塑,而不是通過正常的氧化磷酸化水解ATP釋放能量。

 

  通常,染色質(zhì)DNA緊密排列,以保護(hù)遺傳信息。當(dāng)細(xì)胞受到脅迫或者DNA損傷嚴(yán)重時,基因表達(dá)會全面重編程以緩解DNA與蛋白質(zhì)之間的互作。染色質(zhì)蛋白的修飾需要消耗大量能源。

  當(dāng)細(xì)胞需要更改基因表達(dá)水平,需要大量核能量支撐這一過程。這些緊急情況下,細(xì)胞會阻斷線粒體、細(xì)胞質(zhì)ATP生成,以便專注于核ATP生成過程。

  研究人員發(fā)現(xiàn),多聚二磷酸腺苷核糖(PAR)在染色質(zhì)松散、DNA修復(fù)過程中發(fā)揮重要作用,是核ATP合成的基石。它由腺苷二磷酸核糖(ADP-ribose)構(gòu)成,在NUDIX5核酶的催化下生成ATP,促進(jìn)DNA修復(fù)。抑制NUDIX5酶的活性,會阻斷染色質(zhì)重塑、基因表達(dá)重編程過程,從而降低細(xì)胞對抗脅迫的能力。

  該研究證實,NUDIX5介導(dǎo)核ATP合成過程,調(diào)控細(xì)胞緊急保護(hù)程序,以應(yīng)對細(xì)胞DNA損傷等特殊情況。在一些癌細(xì)胞中,NUDIX5會過度表達(dá)。這意味著,NUDIX5有望作為癌癥篩查和治療的重要分子標(biāo)記物。

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