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2016年2月15日 讯 /生物谷BIOON/ –最近，发表在国际杂志Nature Microbiology上的一项研究报告指出，机体中几乎所有的基因都会受到我们所吃食物的影响，这项研究是在酵母中进行的，因为酵母是一种经常用于研究机体基本生物学过程的模型，来自剑桥大学的研究者表示，当机体的基因影响代谢的时候，反之摄入到细胞中的营养物也会影响到基因的表达。
机体细胞的行为通常会受到基因活性及维持细胞的化学反应（代谢）的组合影响，机体代谢通常会有两个方向，其一是破碎分子为机体提供能量，另一个则是为细胞产生所需的所有化合物。此前研究发现了基因调节过程中的另一个“选手”—代谢网络，即在有机体中发生的生化反应，这些反应主要依赖于细胞获得的营养物，比如糖类、氨基酸、脂肪及维生素等。
文章中研究者调查了机体代谢在细胞多个基本功能中所扮演的角色，研究者利用酵母细胞模型来进行研究，他们对酵母细胞中重要的代谢物的水平进行了处理，随后检测了这些代谢物如何影响基因的行为以及其产物的水平，研究者发现，十分之九的基因及其产物都受到了细胞代谢改变的影响。细胞代谢在细胞中扮演着重要的角色，其远比我们之前认为的要重要，几乎所有的基因都会受到机体摄入的营养物的影响，实际上很多情况下这种效应会增强，即改变细胞的代谢特性就会使得部分基因的行为发生完全不同方式的改变。
经典的观念认为基因可以控制机体摄入的营养物被破碎形成小分子，但是本文研究却发现反之也成立的观点，即营养物的破碎也会影响基因的行为。研究者认为本文研究具有广泛的意义，比如可以帮助解析机体对特殊药物的反应机制；在癌症中，肿瘤细胞会产生多种遗传突变，其会改变细胞内的代谢网络，随后影响基因的行为，这就可以帮助解释为何某些药物对某些个体并没有作用。
另外一个重要方面就是对于科学家进行后期研究非常重要，生物学实验经常在不同实验室间不能进行重复，而且这经常会引起一些“造假”都言论的出现，而本文研究结果表明小型代谢物的差异会改变实验的结果，当然研究人员还需要建立新的实验步骤来更好地控制机体代谢的差异，而这也将帮助研究者更好更准确地进行实验的设计。（基因宝jiyinbao.com）
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The metabolic background is a global player in Saccharomyces gene expression epistasis
Mohammad Tauqeer Alam, Aleksej Zelezniak, Michael Mülleder, Pavel Shliaha, Roland Schwarz, Floriana Capuano, Jakob Vowinckel, Elahe Radmaneshfar, Antje Krüger, Enrica Calvani, Steve Michel, Stefan Börno, Stefan Christen, Kiran Raosaheb Patil, Bernd Timmermann, Kathryn S. Lilley & Markus Ralser
The regulation of gene expression in response to nutrient availability is fundamental to the genotype–phenotype relationship. The metabolic–genetic make-up of the cell, as reflected in auxotrophy, is hence likely to be a determinant of gene expression. Here, we address the importance of the metabolic–genetic background by monitoring transcriptome, proteome and metabolome in a repertoire of 16 Saccharomyces cerevisiae laboratory backgrounds, combinatorially perturbed in histidine, leucine, methionine and uracil biosynthesis. The metabolic background affected up to 85% of the coding genome. Suggesting widespread confounding, these transcriptional changes show, on average, 83% overlap between unrelated auxotrophs and 35% with previously published transcriptomes generated for non-metabolic gene knockouts. Background-dependent gene expression correlated with metabolic flux and acted, predominantly through masking or suppression, on 88% of transcriptional interactions epistatically. As a consequence, the deletion of the same metabolic gene in a different background could provoke an entirely different transcriptional response. Propagating to the proteome and scaling up at the metabolome, metabolic background dependencies reveal the prevalence of metabolism-dependent epistasis at all regulatory levels. Urging a fundamental change of the prevailing laboratory practice of using auxotrophs and nutrient supplemented media, these results reveal epistatic intertwining of metabolism with gene expression on the genomic scale.