Cell：CRISPR解答細胞代謝謎題

　　眾所周知，線粒體是我們細胞中的發電廠，它利用呼吸作用來釋放我們食物中的能量，捕獲三磷酸腺苷（ATP）分子中的能量。

　　在發表于7月30日《細胞》（Cell）雜志上的兩篇研究論文中，來自麻省理工學院的研究人員揭示出了增殖細胞，包括腫瘤細胞需要線粒體呼吸作用的原因。盡管有許多其他的途經可以生成ATP，得不到呼吸作用提供的電子受體細胞無法進行增殖。

　　在同期的Cell雜志上，麻省理工學院生物學教授、Whitehead研究所和Koch研究所成員David Sabatini報告稱，他利用一種不同的方法確定了天冬氨酸和細胞呼吸作用之間的聯系。Sabatini和同事們采用基因編輯工具CRISPR進行了遺傳篩查，揭示出沒有GOT1酶，在呼吸作用受到抑制時細胞將會死去。在正常情況下，GOT1消耗天冬氨酸來將電子傳遞至線粒體中。

　　在進一步的研究中，研究人員發現當呼吸作用發生障礙時，GOT1將嘗試通過催化逆反應，生成（而不是消耗）細胞質中的天冬氨酸來補償線粒體天冬氨酸合成不足。研究人員證實，丙酮酸通過構建一個地方來放置電子，挽救細胞增殖，促進了這種天冬氨酸合成。

　　Sabatini實驗室博士后Kivanc Birsoy說：“我們的研究工作揭示出，呼吸作用在細胞增殖中的主要作用并非是生成能量，而是生成了這一簡單的氨基酸——天冬氨酸。這讓我們感到非常吃驚。”

　　癌癥之外的利益

　　不僅是癌癥可以從這一重要發現中受益。對于那些罹患線粒體疾病的人來說，他們的狀況往往都涉及一些細胞呼吸問題。

　　Vander Heiden 說：“這些通常是從ATP的角度來看，但其中一些有可能也與電子受體有關。在衰老疾病中，線粒體似乎常常會發生故障，其中的一些缺陷可能是由于電子失衡所導致。”

　　為了確定丙酮酸的作用是充當電子受體確保了天冬氨酸生成，Vander Heiden利用另一種營養物質完成了相同的研究，這一物質只能充當電子受體，不能履行丙酮酸在細胞中其他的任何功能。

　　甚至功能完善的對照細胞似乎也從增加獲得電子受體和天冬氨酸中略有獲益——這有可能促成未來研究：天冬氨酸是否是正常細胞增殖的一個瓶頸。

　　除了不久的將來在醫學研究中的應用，這一研究發現還被認為是基礎生物學一個重要的進展。