科学家近期破解了困扰生物学界30年的基础性难题:人体如何吸收奎奥斯(queuosine)这一关键微量营养素。这项发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的重大突破,不仅揭示了SLC35F2基因作为首个人类奎奥斯转运体的分子机制,更为癌症治疗、神经可塑性研究及代谢调控开辟了全新路径。
奎奥斯是一种发现于1970年代的类维生素微量营养素,人体既无法自主合成,必须通过膳食和肠道菌群获取。这种神秘的"转移RNA修饰物"在正确翻译遗传密码为蛋白质的过程中起着关键作用,其重要性却在近半个世纪中未被充分认知。
该研究团队由都柏林三一学院生物化学与免疫学学院教授Vincent Kelly和佛罗里达大学微生物与细胞科学杰出教授Valérie de Créc-Lagard共同领导。研究显示,SLC35F2基因编码的转运蛋白如同精准的"分子钥匙",让奎奥斯得以穿透细胞膜进入人体细胞。这一发现终结了学界对"营养素转运机制存在但未被发现"的持续争议。
"我们已知奎奥斯影响脑健康、癌症发生等关键生理过程30余年,但受限于对其吸收机制的认知缺失。"Kelly教授强调,"现在我们将能系统研究其在健康与疾病中的作用,这标志着饮食营养素-微生物组-基因表达调控这一全新研究领域的起点。"
研究揭示的SLC35F2基因具有跨越进化树的高度保守性,从单细胞生物到人类均存在该基因,证明其在生命进化中具有基础性功能。值得注意的是,该基因此前已被研究其与病毒入侵和抗癌药物转运的关联,但其在健康人体中的生理功能首次在此研究中阐明。
De Créc-Lagard教授指出:"这就像发现一把能微调基因读取过程的'营养密钥'。这个学界追寻30年的'隐形开关',最终揭示了微生物组、饮食营养与基因翻译调控间的分子连接。"研究团队现正基于该发现开发新型药物递送系统,相关研究已获美国国立卫生研究院、爱尔兰科学基金会等机构资助。
这项突破性发现为以下领域带来重大启示:
- 癌症治疗:通过调控奎奥斯吸收增强细胞对化疗药物的敏感性
- 神经退行性疾病:开发针对记忆与学习机制的营养干预方案
- 代谢调控:建立膳食营养素-肠道菌群-宿主代谢的精准调控模型
- 基因治疗:利用SLC35F2转运机制优化基因编辑递送系统
研究团队特别指出,该发现重新定义了"表观遗传营养学"的研究维度,为开发基于饮食干预的精准医疗方案提供了分子生物学基础。
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