2013年2月3日,来自卢森堡大学、天主教鲁汶大学以及佛罗里达大学的研究者在《自然化学生物学》(Nature Chemical Biology)上发表了一项新理论,提出了“代谢物损伤控制”(metabolite damage-control)的概念。传统上,科学家们主要关注大分子如DNA和蛋白质的损伤修复,而忽略了小分子代谢产物的损伤修复。这项研究指出,细胞在代谢过程中会持续产生被损伤的代谢产物,这些产物如果不被清除或修复,可能导致致命性疾病。
代谢物损伤控制是一个全新的概念,它挑战了传统生物化学中“高效酶催化线性代谢途径”的简单观念,转而强调代谢网络的复杂性,其中包含了大量的损伤和修复反应。研究者Carole Linster表示:“我们的工作将代谢物损伤及其修复或取代机制纳入视野,揭示了细胞质量控制对健康和功能的重要性。”
细胞中的分子不断遭受损伤,而损伤控制机制自生命起源以来就已存在,并随着进化不断更新。然而,过去的研究多集中于大分子,对代谢产物的损伤修复关注不足。经典生物化学认为,只要酶具有高效的底物特异性,代谢反应就能高效进行。但事实上,细胞仍会持续产生受损的代谢产物,必须通过修复或清除来维持正常功能。
目前,“代谢产物损伤控制”领域尚处于萌芽阶段,但已吸引了许多生物化学家的兴趣。研究者Linster希望,这项研究能促使科学界认识到代谢产物修复是细胞代谢的一个重要方面,从而推动更多相关机制的发现,加深我们对细胞代谢调控的理解。