Metabolism är en central del av livet - en myriad av biokemiska processer som tillsammans gör det möjligt organismer att ge näring och försörja sig själva.
Forskare vid Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) är i spetsen för ansträngningarna att visa hur regleringen av gener styr grundläggande livsprocesser, inklusive metabolism.
Sådan forskning, som utförs på enkel modell organismer som jästceller, har konsekvenser för försöken att förstå naturliga processer såsom åldrande och stater sjukdomar inklusive cancer.
Denna vecka ett team på CSHL leds av professor Leemor Joshua-Tor, Ph.D., meddelade en ny och oväntad rynka i en berättelse som de tidigare trodde de förstod hur jästceller, genom verkan av gener, anpassa sin ämnesomsättning som svar på förändringar i deras källor till föda. Lagets resultat var publicerad i februari 22 i tidskriften Science.
Anpassning till nya energikällor
"S. cerevisiae, eller vanlig bagerijäst, kan använda valfritt antal olika typer av sockermolekyler för energiproduktion ", konstaterade Dr Joshua-Tor, en strukturell biolog. "Viktigt kan jästen cellen reagerar snabbt på förändringar i dess näringsmässiga miljö genom att förändra uttrycket av specifika gener som gör det möjligt att utnyttja dessa olika energikällor."
Så mycket, kommenterar Dr Joshua-Tor och kollegor, har förstått i flera år. "De aktörer som deltar i denna process har varit kända en tid. Men vi förstod inte exakt hur komponenterna i denna biokemiska väg arbetat tillsammans ", säger Stephen Johnston, professor vid Biodesign Institute vid Arizona State University och medförfattare till studien.
Det var Dr Joshua-Tor: s team på CSHL som tog steget att undersöka arkitektur av proteiner involverade i vägen, på nivån av enskilda atomer. Med hjälp av en teknik som kallas röntgenkristallografi, upptäckte de en "spelare" i den molekylära rollistan vars inblandning tidigare varit förbisedd.
Den oväntade molekylen kallas NADP. Teamet upptäckte att när en jäst cellförändringar från att använda glukos, en enkel socker, som ett näringstillskott källa att använda galaktos, en mer komplex socker som ofta finns i mejeriprodukter och grönsaker, såsom sockerbetor är NADP kallas till handling. Den "bryggor" för att ett protein som kallas Gal80p som fungerar tillsammans med en gen som reglerar-protein som kallas Gal4p, att anpassa ämnesomsättning jäst cell så att den kan använda sig av galaktos.