细胞中的生物网络帮助身体适应健康压力

每一天的每一分钟，我们的身体都在适应每一刻的需要。当我们过度摄入碳水化合物、运动或生病时，我们细胞内的化学反应会启动、减缓或改变策略，以便我们获得所需的能量和力量。

这一切都发生在我们不知情的情况下，这也许可以解释为什么我们对身体如何感知和回应这些持续的需求知之甚少。为了寻找这个问题的答案，犹他大学健康中心的科学家们领导了一项研究，为我们的大脑打开了一个全新的世界细胞．他们的研究发表在科学，揭示了一个巨大的相互作用网络，揭示了细胞如何实时调整以抵御对我们健康的压力。

犹他大学生物化学系杰出教授、该研究的通讯作者Jared Rutter博士说:“我们正在发现大自然是如何进化为‘药物’自己的蛋白质和途径的。”“通过遵循自然的指引，我们正在学习如何制造更好的治疗方法。”

这些发现——以及使它们成为可能的技术——已经成为这家生物技术公司的基础Atavistik生物该公司由拉特共同创立。该公司正在利用这一新的认识来加速发展药物发现为代谢疾病和癌症。

拉特说，在更基本的层面上，这一进展加深了对细胞和我们身体如何工作的认识。

新边疆

研究中描述的网络代表了细胞中一个被低估的调控层，它来自一个意想不到的来源。近20年来，拉特的实验室一直在研究新陈代谢，即产生能量并构建保持细胞平稳运行的基本成分的化学反应。他们的新研究发现，这些中间产物化学反应它们不仅仅是被动的积木和细胞的燃料来源，正如人们长期以来所认为的那样。

相反，这些中间产物和其他代谢物组成了一个庞大的哨兵网络，监测环境，并在需要时提示细胞适应。它们通过与蛋白质相互作用并改变蛋白质的工作方式来实现这一点。一顿大餐会给身体输送太多碳水化合物吗?还是脂肪过多?就像把火车引导到新轨道上的铁路开关一样，这些蛋白质和代谢物的相互作用改变了代谢操作，分解了这些营养物质，稳定了路线。

该研究的第一作者凯文·希克斯博士开发了一种称为MIDAS的新技术，揭示了作为环境线索和细胞代谢之间接口的调节网络的巨大作用，称为蛋白质-代谢物相互作用组。这项高度灵敏的技术发现了从未见过的相互作用。一项对33种参与将碳水化合物转化为燃料的人类蛋白质的分析发现，它们与代谢物之间有830种相互作用。考虑到细胞中有数千种蛋白质，整个网络的规模预计要大得多。

“令人惊讶的是，我们对这些相互作用的程度知之甚少，”希克斯说。“我们正在把我们对生物网络的理解推向新的方向。”

代谢过程脱轨会导致疾病。Rutter和Hicks说，揭示网络中额外的相互作用将有助于更好地理解疾病的根本原因，并开发出新的治疗方法，使疾病回归正轨。

这项研究发表在“碳水化合物代谢的蛋白质-代谢物相互作用组学揭示乳酸脱氢酶的调节”，是一项多机构合作。