新陈代谢与信号传导相结合，对细胞生长进行微调

细胞利用各种代谢途径合成生长和增殖所需的基石。为了确保平衡生长，这些生物合成过程必须紧密协调。马克斯-普朗克老龄化生物学研究所的研究人员与国内外的合作团队共同发现了一种分子机制，它能感知细胞制造脂质的能力，然后相应地阻止或激活所有其他生物合成过程，如蛋白质合成。

细胞通过各种新陈代谢途径的协调作用，利用营养物质和能量构建细胞膜、蛋白质、核酸和其他大分子结构，从而积累质量和实现生长。因此，营养传感机制确保细胞只在所有条件都最佳的情况下生长。

细胞中最重要的营养传感器是一种名为 mTORC1 的蛋白质复合体。当构成蛋白质的氨基酸充足时，mTORC1 就会活跃起来，促进蛋白质的合成，从而将氨基酸的可用性与相应的细胞功能联系起来。然而，人们对细胞如何感知制造脂质的能力以及 mTORC1 是否在这一过程中发挥作用还知之甚少。

在脂肪酸的生物合成过程中，乙酰-CoA（一种主要来源于葡萄糖（另一种重要营养物质）分解的代谢物）首先由一种名为 ACC1 的酶转化为丙二酰-CoA，然后由一种名为 FASN（脂肪酸合成酶）的酶转化为脂肪酸。

研究人员发现，当 FASN 水平或活性较低时，丙二酰-CoA 的积累会导致 mTORC1 活性受到抑制，并下调受 mTORC1 调控的其他生物合成功能，如蛋白质合成。令人惊讶的是，他们发现丙二酰-CoA 可直接与 mTOR 的催化口袋结合，与 ATP 竞争，而 ATP 是 mTOR 活跃并使其底物磷酸化所必需的另一种代谢物。

"马克斯-普朗克老龄化生物学研究所研究小组负责人 Constantinos Demetriades 说："这些发现突出表明，丙二酰-CoA 是哺乳动物细胞中第一种作为 ATP 竞争性抑制剂作用于信号激酶的内源性代谢物。

"值得注意的是，从酵母到人类细胞，这种现象在进化过程中是保守的，因此它代表了一种古老的机制，脂质代谢通过这种机制与所有其他代谢过程的核心调节器--mTORC1--进行对话"。

通过 mTORC1 将脂肪酸生物合成与细胞生长联系起来

在分子水平上，研究人员发现，mTORC1与ACC1和FASN形成物理相互作用，使其能够直接感知代谢产物产生部位的丙二酰-CoA水平。这样，丙二酰-CoA 与 mTORC1 的直接结合就会关闭该复合体下游控制的所有其他细胞过程。

因此，在细胞无法产生足够脂肪酸的情况下，抑制 mTORC1 也会阻碍蛋白质的合成和其他合成代谢过程，并最终阻碍细胞生长，直到条件恢复到最佳状态。

由于 FASN 的药理抑制剂（如本研究中使用的抑制剂）在临床上被用作抗癌药物，这些发现也可能与未来的癌症治疗相关。根据本文描述的数据，FASN 抑制剂在癌细胞中可能具有双重作用：它们不仅能阻止膜形成和能量产生所需的脂肪酸合成，还能抑制大多数癌症中调控失调的 mTORC1 活性。

该论文发表在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

(责任编辑：泉水)

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