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細胞利用核ATP緊急驅動(dòng)DNA修復

2016-06-11 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:通常,染色質(zhì)DNA緊密排列,以保護遺傳信息。當細胞受到脅迫或者DNA損傷嚴重時(shí),基因表達會(huì )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)是維持細胞生命活動(dòng)的直接能源,是細胞內能量傳遞的“分子通貨”,負責存儲和傳遞化學(xué)能。正常細胞通過(guò)氧化磷酸化過(guò)程獲得能量。但是在一些特殊的情況下,細胞會(huì )啟動(dòng)其他代謝方式獲取替代能源,例如在一些癌細胞中,ATP能夠在細胞質(zhì)中通過(guò)糖酵解過(guò)程產(chǎn)生。因為替代ATP為癌細胞提供能量,所以它并不受待見(jiàn)。然而最新研究卻證實(shí)這一替補路徑還存在“好”的一面。

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

  啟動(dòng)核ATP生成,以修復損傷DNA、重塑染色質(zhì)

  來(lái)自于CRG研究中心、龐培法布拉大學(xué)、巴塞羅那生物醫學(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)現了一個(gè)新途徑,能夠在細胞核內生成能量,用于支撐染色質(zhì)重塑、DNA修復過(guò)程。當受到脅迫時(shí),細胞會(huì )啟動(dòng)這一過(guò)程用于抵抗外界壓力。

  文章主要論述了細胞核直接生成ATP用于支撐DNA修復、染色質(zhì)重塑,而不是通過(guò)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,以保護遺傳信息。當細胞受到脅迫或者DNA損傷嚴重時(shí),基因表達會(huì )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。

  當細胞需要更改基因表達水平,需要大量核能量支撐這一過(guò)程。這些緊急情況下,細胞會(huì )阻斷線(xiàn)粒體、細胞質(zhì)ATP生成,以便專(zhuān)注于核ATP生成過(guò)程。

  研究人員發(fā)現,多聚二磷酸腺苷核糖(PAR)在染色質(zhì)松散、DNA修復過(guò)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)構成,在NUDIX5核酶的催化下生成ATP,促進(jìn)DNA修復。抑制NUDIX5酶的活性,會(huì )阻斷染色質(zhì)重塑、基因表達重編程過(guò)程,從而降低細胞對抗脅迫的能力。

  該研究證實(shí),NUDIX5介導核ATP合成過(guò)程,調控細胞緊急保護程序,以應對細胞DNA損傷等特殊情況。在一些癌細胞中,NUDIX5會(huì )過(guò)度表達。這意味著(zhù),NUDIX5有望作為癌癥篩查和治療的重要分子標記物。

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