10月12日,上海市科技學(xué)院性命學(xué)校朱煥乎研究組在Developmental Cell刊物上發(fā)布名為“Monomethyl branched-chain fatty acid mediates amino acid sensing by mTORC1” 的畢業(yè)論文。該科學(xué)研究運用秀美纖毛蟲的細(xì)胞模型,發(fā)覺含有于牛羊肉和乳制品中的單羥基碳鍵油酸能夠當(dāng)作一種主要的營養(yǎng)膳食數(shù)據(jù)信號管控鞘脂及mTOR通道,從而危害小動物對食材中總碳水化合物成分的判定并確定其生長發(fā)育運勢。
食材是包含我們以內(nèi)的所有動物成長發(fā)育最重要的自然資源之一。與別的重要存活要素,似水和氣體對比,因為食材在自然環(huán)境中的比較稀缺性,其通常是決策物種盛衰的速度限制流程。因此,動物進(jìn)化出一套強(qiáng)勁的營養(yǎng)膳食認(rèn)知系統(tǒng)軟件,依據(jù)自然環(huán)境健康狀況的好壞,來相對地管控自己的成長新陳代謝速率乃至生長發(fā)育運勢(如生長發(fā)育/滯育、個人尺寸、使用壽命等)。
近些年微生物科學(xué)家們運用哺乳類動物組織培養(yǎng)技術(shù)體細(xì)胞管理體系,逐漸揭露了體細(xì)胞認(rèn)知碳水化合物、葡萄糖水等重要營養(yǎng)成分分子結(jié)構(gòu)的一系列有關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(如mTOR,甘精胰島素,AMPK等)及分子結(jié)構(gòu)體制。這提醒營養(yǎng)成分分子結(jié)構(gòu)除開給予性命需要的有機(jī)物動能外,還很有可能做為信號分子來參加人體細(xì)胞的排泄全過程。但可惜的是,現(xiàn)階段這一點難以在活物中認(rèn)證。其根本原因取決于:與組織培養(yǎng)技術(shù)體細(xì)胞不一樣,食材中重要營養(yǎng)成分分子結(jié)構(gòu)的貧乏一般 會造成小動物快速身亡,因此沒法檢測其是不是做為信號分子,在小動物活物成長發(fā)育中扮演著至關(guān)重要的人物角色。
對于這種難題,科學(xué)研究工作人員最先運用秀美隱桿纖毛蟲在“挨餓情況”下會長期性生存這一特點,繞開小動物在營養(yǎng)成分貧乏時沒法生活的缺陷,將纖毛蟲塑造在食材比較嚴(yán)重短缺的情形下,使其進(jìn)到可逆性的L3稚蟲滯育情況。接著外源性加上各種各樣關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì),觀查其能否會危害纖毛蟲對養(yǎng)分的分辨。她們驚訝地發(fā)覺,不論是加上單種糖原或碳水化合物,都沒法蒙騙纖毛蟲。而一種碳鏈尾端含有羥基的飽和脂肪——單羥基碳鍵油酸,能夠蒙騙纖毛蟲撤出這類防御性的滯育情況并身亡。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),纖毛蟲滯育的主要原因是因為食材中總碳水化合物量的不夠;而添加單羥基碳鍵油酸促使纖毛蟲不正確地覺得碳水化合物早已充分了,造成其修復(fù)了自個的生長并悲劇身亡。
單羥基碳鍵油酸對生長發(fā)育運勢的管控最開始是由英國佛羅里達(dá)高校的韓珉專家教授在纖毛蟲中看到的:一旦斷開內(nèi)源性和外源性的單羥基碳鍵油酸供貨,纖毛蟲從卵中卵化后便會100%進(jìn)到滯育情況。雖然接著的一系列科學(xué)研究揭露了單羥基碳鍵油酸根據(jù)生成中下游的糖鞘脂及激話mTORC1通道來管控生長發(fā)育,但這類管控的生理學(xué)實際意義一直不確立。朱煥乎組的發(fā)覺提醒,做為必須氨基酸亮氨酸的類化合物,單羥基碳鍵油酸好像受體了纖毛蟲對食材總碳水化合物的認(rèn)知。而進(jìn)一步探討的證明了纖毛蟲身體內(nèi)分散單羥基碳鍵油酸的濃度值與食品中碳水化合物的量成正比。
為啥演變中,小動物會選取用單羥基碳鍵油酸來評定總碳水化合物的進(jìn)化速率呢?科學(xué)研究工作人員發(fā)覺纖毛蟲在自然中的幾類食材病菌/腸胃菌中,含有很多的單羥基碳鍵油酸。這說明小動物恰當(dāng)?shù)厥褂昧瞬【軌?將碳水化合物轉(zhuǎn)換成單羥基碳鍵油酸這一狀況,做為自身分辨碳水化合物進(jìn)化速率的規(guī)范。而身體的腸胃菌中一樣帶有大量的的碳鍵油酸,大家是不是一樣也會用單羥基碳鍵油酸來分辨健康狀況呢?這將是一個十分好玩兒的難題,尚需進(jìn)一步科學(xué)研究!
上海市科技學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)校朱煥乎組2016級博士生朱孟楠和科研助理滕福康為畢業(yè)論文的一同第一作者,性命學(xué)校博士生鄭潔、李麗,研究生張淑賢、許凡及其天津醫(yī)科大的孫海鵬專家教授和邵靜也進(jìn)行了此項科學(xué)研究。該項目獲得了國家科技部、我國自然基金委、上海市科委等工程及上海市科技學(xué)院運行資金的適用。
全文連接:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2021.09.010
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