
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、分解物应该如何作用印染质?
染色质修饰需要特定的代谢物作为“原料”或“调控因子”。提供遮盖原科的分泌物包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等,可以作为组蛋白修饰的直接底物。前体分解物如葡萄糖、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。调节作用突显酶特异性的代谢转化物如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。
哪些排泄物的氧浓度下跌很有可能来原于内部个人的排泄、血管嵌套循环、最靠近内部的产生,还有的疾病状态下下的排泄重语言编程,如癌内部中的Warburg相应引起乳酸积累了。
图1 通过脱色质突显的有关的基础代谢物举例來源
02、组血清酰基化:
代谢转化物与基因遗传表答的桥梁施工
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、三羧酸反复(TCA)和乳酸酸新陈代谢都能提供酰基化修饰的底物。可以使肠胃菌群产生的短链脂肪酸(如丁酸、丙酸)也能影响染色质修饰。支链氨基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:
监测DNA“打开”
DNA的甲基化的程度考虑了dna组是否有趋于稳定“激活卡”状况。比如,S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲基化的重要的供体,而αKG等新陈产生物则关系去甲基化酶的可溶性。某一新陈产生问题会关系DNA的甲基化状况,因而与的疾病有关的。比如,肺部肿瘤细胞膜中,IDH1/2变动会以至于2HG积少成多,遏制去甲基化酶的可溶性,使dna组甲基化增大,最终能够关系肺部肿瘤的重大突破。飲食中的甲硫氨酸、丝氨酸等膳食纤维物品同时也能关系DNA甲基化,运用了飲食与表观显性基因的练习。
图2 新陈代谢物加入的着色质表达
04、细胞代谢物与染色法质的
“双重干预”
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乙酰-CoA,影响细胞的代谢状态。分泌酶可进入到神经细胞结构,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、代谢率-着色质互作的
医疗目的意义
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,靶点消化吸收径路: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。表观遗传性治疗药物:如组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),已经被用于癌症治疗。食物纠正: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ppt
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“乳碱化修饰语+乳酸靶向药物代谢转化”、“棕榈酰化修饰语+棕榈酸靶向疗法排泄”、“衣康碱化体现+衣康酸靶向药物代谢转化”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!
学习期刊论文:
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