进化细胞生物学研究表明如何优化能量生产以确保无呼吸的快速生长

在今天发表的一篇论文中，来自兰德尔细胞与分子生物物理学中心和克里克的研究人员在两种相关的裂变酵母中使用进化细胞生物学方法，一种通过呼吸获取能量，另一种不通过呼吸获取能量，以找到呼吸进入中心碳代谢的关键点。

建立产生生物质和能量的碳代谢规则对于我们理解生命至关重要，从进化到发育再到疾病。糖酵解是一种不需要氧气的古老代谢途径。一个葡萄糖分子用于产生两个ATP(细胞的“能量货币”)分子和两个丙酮酸分子，丙酮酸是一种可以在呼吸中进一步代谢的中间分子。呼吸是产生ATP(在哺乳动物中总共产生高达36个ATP /葡萄糖)和再生生长所需的电子载体NAD的最有效方式。+

大多数真核生物 - 如动物，真菌或植物 - 生活在大量氧气和呼吸的环境中。然而，快速生长的人类癌细胞和单细胞生物(如酵母)通常选择糖酵解而不是呼吸，即使有氧气可用。我们对应对缺乏呼吸所需的代谢重新布线知之甚少。

发表在《当代生物学》上的这篇新论文的作者展示了如何优化ATP产生和NAD再生以确保在没有呼吸的情况下快速生长，并讨论了在呼吸和糖酵解之间进行选择的可能权衡。+

研究人员相信，了解新陈代谢的可塑性最终可能有助于解释生物生态学和更高级细胞特征的进化，如细胞大小和生长速度。本研究中发现的原理可以潜在地推广到人类衰老和疾病中能量代谢的重编程，并指出在生物技术应用中提高微生物性能的新方法。

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