人体必需氨基酸蛋氨酸控制细胞生长

拉克斯曼实验室最近的一项研究通过启动细胞增殖的代谢程序，阐明了小代谢物和氨基酸甲硫氨酸如何作为细胞的生长信号。

为了使细胞生长然后分裂，它们必须处于合成代谢状态，其中所有必需的构建块都有足够的生产。早先认为，只要存在足够的营养素，细胞就会在不同的内部信号程序的控制下继续生长。然而，最近的研究表明，许多小的中间体和生物代谢产物(通常称为代谢物)本身可以充当信号分子并控制细胞生长程序。

一些研究，特别是来自癌症研究人员的研究，暗示蛋氨酸可能是一种信号代谢产物。许多癌症似乎依赖于蛋氨酸来促进生长。然而，蛋氨酸如何控制生长仍然是一个谜。我们使用一个非常简单的模型系统(芽殖酵母细胞)来解决蛋氨酸如何调节生长。为了理解这种增长计划的逻辑，我们分析了基因表达谱以及测量必要构建块的新合成。通过拼凑这个网络，我们构建了由蛋氨酸触发的核心合成代谢程序的组织。这种合成代谢程序依赖于代谢中的一些特定节点，足以协调可以维持生长的整个转录和代谢事件的整个级联。

我们关于细胞如何将蛋氨酸视为生长线索的研究结果在简单的漫画中有所说明(见横幅图)。当蛋氨酸受限时，细胞不会生长(左边没有芽的不快乐的细胞)。另一方面，当蛋氨酸丰富时，它充当生长信号并触发一系列生化事件，最终导致细胞生长(右边是带有芽的快乐酵母)。类似于蝴蝶效应，蛋氨酸导致一系列更大的代谢事件，控制整个细胞程序。蛋氨酸激活代谢中的三个关键节点：磷酸戊糖途径，谷氨酰胺的产生和磷酸吡哆醛的形成(PPP-GDH-PLP节点)。这些节点产生一组关键底物和辅助因子，为所有其他氨基酸的生产提供动力，以及制造对生长至关重要的核苷酸。在漫画中，尺寸增大的多米诺骨牌显示出这一系列事件并捕捉到蛋氨酸最终如何对细胞生长产生重大影响。

这是一项基础研究，它促进了我们对一些代谢物如何作为信号分子起作用并在控制细胞生长中起关键作用的理解。这项研究提供了人们期待已久的关于蛋氨酸在维持细胞生长中的作用的解释，它可能阐明为什么癌细胞对蛋氨酸成瘾的成长。然而，长期的蛋氨酸研究可以提供控制许多类型癌症生长的策略。