代谢酶有了“第二职业”：协调细胞分裂和DNA修复
2024-11-16 12:49:28 来源：科技日报
科技日报记者 张佳欣
西班牙基因组调控中心（CRG）团队揭示，一些在能量产生和核苷酸合成中扮演关键角色的代谢酶，在细胞核内还承担着意想不到的“第二职业”：负责协调细胞分裂和DNA修复等关键功能。这一发现不仅挑战了细胞生物学中长期存在的生物学范式，而且为侵袭性肿瘤的治疗开辟了新途径。两篇独立研究发表在最新一期《自然・通讯》杂志上。
生物学教科书一直把细胞功能划分得界限分明：线粒体是细胞的能量工厂，细胞质是蛋白质合成的繁忙车间，而细胞核则是遗传信息的保管者。然而团队发现，这些细胞区域之间的界限并不像之前认为的那样明确。代谢酶在其通常工作之外做“兼职”。
第一项研究中专注于代谢酶MTHFD2。传统上，MTHFD2位于线粒体，在合成生命的基本构建单元和促进细胞生长方面发挥着关键作用。但研究发现，MTHFD2也在细胞核内“兼职”，在确保细胞正常分裂方面发挥着关键作用。
在第二项研究中，团队将注意力转向最具侵袭性的乳腺癌类型――TNBC。通常，过度的DNA损伤会引发细胞死亡。然而，TNBC倾向于让DNA损伤积累，而不产生后果，从而对传统治疗产生耐药性。该研究解释了部分原因：代谢酶IMPDH2转移到癌细胞的细胞核内，协助DNA修复过程。也就是说，IMPDH2就像细胞核中的机械师，控制着本会杀死癌细胞的DNA损伤反应。
这两项研究共同推动了利用癌细胞代谢脆弱性来治疗癌症的新兴领域。团队表示，代谢酶是科学家可以利用的一类全新治疗靶点，在攻击癌细胞时“双管齐下”，既破坏其能量产生机制，同时损害其修复DNA和正常分裂的能力。将这种策略与传统治疗相结合，可能会减少癌症适应的空间，并有助于解决常见的耐药机制。