Science：细胞利用核ATP紧急驱动DNA修复

三磷酸腺苷（ATP）是维持细胞生命活动的直接能源，是细胞内能量传递的“分子通货”，负责存储和传递化学能。正常细胞通过氧化磷酸化过程获得能量。但是在一些特殊的情况下，细胞会启动其他代谢方式获取替代能源，例如在一些癌细胞中，ATP能够在细胞质中通过糖酵解过程产生。因为替代ATP为癌细胞提供能量，所以它并不受待见。然而最新研究却证实这一替补路径还存在“好”的一面。

根据西班牙基因组调控中心（CRG）的最新研究，遭到胁迫的细胞能够生成核ATP。如果出现大范围的DNA损伤或者外部威胁信号，这类细胞能够启动另一条ATP生成途径紧急修复损伤的DNA或者重塑染色质，从而保护细胞免于外界压力。

启动核ATP生成，以修复损伤DNA、重塑染色质

来自于CRG研究中心、庞培法布拉大学、巴塞罗那生物医学研究所、罗维拉-威尔吉利大学的科学家们合作，首次发现了一个新途径，能够在细胞核内生成能量，用于支撑染色质重塑、DNA修复过程。当受到胁迫时，细胞会启动这一过程用于抵抗外界压力。

文章主要论述了细胞核直接生成ATP用于支撑DNA修复、染色质重塑，而不是通过正常的氧化磷酸化水解ATP释放能量。相关研究成果于6月3日发表在《Science》期刊。

通常，染色质DNA紧密排列，以保护遗传信息。当细胞受到胁迫或者DNA损伤严重时，基因表达会全面重编程以缓解DNA与蛋白质之间的互作。染色质蛋白的修饰需要消耗大量能源。

当细胞需要更改基因表达水平，需要大量核能量支撑这一过程。这些紧急情况下，细胞会阻断线粒体、细胞质ATP生成，以便专注于核ATP生成过程。

研究人员发现，多聚二磷酸腺苷核糖（PAR）在染色质松散、DNA修复过程中发挥重要作用，是核ATP合成的基石。它由腺苷二磷酸核糖（ADP-ribose）构成，在NUDIX5核酶的催化下生成ATP，促进DNA修复。抑制NUDIX5酶的活性，会阻断染色质重塑、基因表达重编程过程，从而降低细胞对抗胁迫的能力。

该研究证实，NUDIX5介导核ATP合成过程，调控细胞紧急保护程序，以应对细胞DNA 损伤等特殊情况。在一些癌细胞中，NUDIX5会过度表达。这意味着，NUDIX5有望作为癌症筛查和治疗的重要分子标记物。

备注：文章编译、整理自GEN网站，原文链接“”。

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