В недавнем исследовании, опубликованном в престижном научном журнале Nature Metabolism, группа эндокринологов из Калифорнийского университета в Сан-Франциско представила новаторские данные о роли глюкозо-6-фосфата (G6P), ключевого продукта метаболизма глюкозы, в регуляции эпигенетики и, как следствие, в функционировании клеток. Долгое время G6P считался главным образом энергетическим медиатором гликолиза, но новые данные выявили его более глубокую роль в контроле экспрессии генов, что открывает принципиально новые возможности для понимания метаболических нарушений и разработки таргетных методов лечения.
G6P, известный как "старшая дочь глюкозы", образуется на первом этапе метаболизма глюкозы внутри клеток - фосфорилировании глюкозы киназой. До сих пор G6P рассматривался главным образом как прямой предшественник гликолиза - процесса расщепления глюкозы до пирувата, который вырабатывает АТФ, необходимый для жизнедеятельности клеток. Однако новый анализ метаболических путей, проведенный исследователями, показал, что значительный поток G6P отклоняется от классического гликолитического пути, попадая в альтернативные метаболические ветви.
Ключевым открытием работы является то, что G6P активно участвует в синтезе ключевых молекул, влияющих на эпигенетическую модификацию ДНК. G6P является предшественником NADPH, кофермента, участвующего в окислительно-восстановительных реакциях, важных для синтеза гидроксида натрия из пиридина, а также для восстановления глутатиона. NADPH и глутатион играют решающую роль в поддержании процессов репарации ДНК и защите генома от повреждений, вызванных свободными радикалами.
Кроме того, исследователи выявили прямое влияние G6P на работу комплекса ферментов, ответственных за добавление метильных групп (метилирование) к гистинам в клеточном ядре. Это метилирование, которое является важным эпигенетическим механизмом, регулирует доступ к генетическим участкам и, в конечном счете, контролирует экспрессию генов.
Авторы исследования подчеркивают, что обнаруженный путь G6P, связанный с эпигенетическим контролем, имеет ключевое значение в различных клеточных процессах. Это особенно важно для поддержания нормального развития, дифференцировки и функционирования клеток. Дефицит G6P, вызванный генетическими нарушениями или метаболическими аномалиями, может нарушить эти эпигенетические механизмы, что приводит к мутациям, нарушению регуляции экспрессии генов и, в конечном итоге, к развитию различных заболеваний, включая рак, диабет и аутоиммунные патологии.
Открытие новой роли G6P в эпигенетическом управлении клетками представляет собой значительный прорыв в эндокринологии и молекулярной биологии. Эти исследования открывают новую перспективу для разработки тактики терапевтического вмешательства, направленного на восстановление баланса метаболизма G6P и коррекцию эпигенетических нарушений, для лечения широкого спектра заболеваний, связанных с метаболическими нарушениями и нарушением регуляции экспрессии генов.