合成生物催化剂,摘译自:https://www.nature.com/articles/s42003-021-02098-x


        众所周知,线粒体对于真核细胞的生存必不可少。它利用氧气和葡萄糖等物质执行关键的代谢功能,从而维持体内的动态平衡和细胞的复制。线粒体新陈代谢和功能的改变会导致多种疾病,包括癌症。 肿瘤的微观环境,例如氧气和营养供应的变化,可以深刻影响线粒体的活动,提供代谢适应性反应,使肿瘤细胞存活并促进肿瘤转移。 线粒体的功能,通过氧化磷酸化生成ATP以及合成用于生物量积累的前体进行,对于支持肿瘤细胞的复制至关重要。靶向氧化磷酸化反应的药物可抑制多种肿瘤细胞类型的细胞生长,而线粒体基因的失活突变也已显示出对肿瘤细胞复制的正向和负向影响,而这具体取决于基因和细胞环境。

 

        近日,剑桥大学Ashcroft等于Nature communications biology发布文章“Genome-wide CRISPR/Cas9 deletion screen defines mitochondrial gene essentiality and identifies routes for tumour cell viability in hypoxia”。课题组提供了线粒体部分基因的全面功能注释,而这些注释对于625个肿瘤细胞系的生存能力都至关重要。课题组在常氧-葡萄糖,低氧-葡萄糖和常氧-半乳糖条件下进行全基因组CRISPR / Cas9敲除筛选,并鉴定出了独特和相似的基因,而这些基因的丢失会影响这些不同代谢条件下的肿瘤细胞生存力。课题组发现一些氧化磷酸化基因的缺失改善了缺氧葡萄糖中肿瘤细胞的生长,但降低了正常氧中肿瘤的生长。这表明这些基因功能会根据环境变化。此外,与常氧葡萄糖相比,耗能过程中涉及大量能量的基因的缺失提高了在低氧葡萄糖和常氧半乳糖下的细胞活力。

 

        总体而言,课题组的研究定义了肿瘤细胞中线粒体基因的必需性,强调必需性取决于代谢环境,并确定了在缺氧状态下调节肿瘤细胞活力的途径。


 

图1肿瘤细胞中线粒体基因的必要性。


(张介泽 摘译)


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