研究團隊揭示代謝酶還有“第二職業”

西班牙基因組調控中心（CRG）團隊揭示，一些在能量產生和核苷酸合成中扮演關鍵角色的代謝酶，在細胞核內還承擔著意想不到的“第二職業”：負責協調細胞分裂和DNA修復等關鍵功能。這一發現不僅挑戰了細胞生物學中長期存在的生物學范式，而且為侵襲性腫瘤的治療開辟了新途徑。兩篇獨立研究發表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

人類多能結腸細胞的類器官顯示 MTHFD2 染成紅色。圖片來源：西班牙基因組調控中心（CRG）

生物學教科書一直把細胞功能劃分得界限分明：線粒體是細胞的能量工廠，細胞質是蛋白質合成的繁忙車間，而細胞核則是遺傳信息的保管者。然而團隊發現，這些細胞區域之間的界限并不像之前認為的那樣明確。代謝酶在其通常工作之外做“兼職”。

第一項研究中專注于代謝酶MTHFD2。傳統上，MTHFD2位于線粒體，在合成生命的基本構建單元和促進細胞生長方面發揮著關鍵作用。但研究發現，MTHFD2也在細胞核內“兼職”，在確保細胞正常分裂方面發揮著關鍵作用。

在第二項研究中，團隊將注意力轉向最具侵襲性的乳腺癌類型——TNBC。通常，過度的DNA損傷會引發細胞死亡。然而，TNBC傾向于讓DNA損傷積累，而不產生后果，從而對傳統治療產生耐藥性。該研究解釋了部分原因：代謝酶IMPDH2轉移到癌細胞的細胞核內，協助DNA修復過程。也就是說，IMPDH2就像細胞核中的機械師，控制著本會殺死癌細胞的DNA損傷反應。

這兩項研究共同推動了利用癌細胞代謝脆弱性來治療癌癥的新興領域。團隊表示，代謝酶是科學家可以利用的一類全新治療靶點，在攻擊癌細胞時“雙管齊下”，既破壞其能量產生機制，同時損害其修復DNA和正常分裂的能力。將這種策略與傳統治療相結合，可能會減少癌癥適應的空間，并有助于解決常見的耐藥機制。