search

ixxmu / mp_duty

抓取网络文章到github issues保存
https://archives.duty-machine.now.sh/
127 stars 32 forks source link

如何用DepMap发现通路新组分？ #6074

Closed ixxmu closed 5 hours ago

ixxmu commented 5 hours ago

https://mp.weixin.qq.com/s/NCX_J9p0bf7hlpiHr7CqJQ

ixxmu commented 5 hours ago

如何用DepMap发现通路新组分？ by MetaSpine

如何用DepMap发现通路新组分

DepMap中对于Co-dependency的解释为功能相关的蛋白，可以用于发现新的组分，可能是通路中的新组分，也可能是复合物中的新组分。本文是前者的范例。

本文由位于美国纽约市纪念斯隆-凯特琳癌症中心Lydia Finley团队于2022年3月在Nature上发表，题为"非经典三羧酸循环与细胞命运(A non-canonical tricarboxylic acid cycle underlies cellular identity)"

结果

一、TCA循环相关基因形成两个Clusters

1. 作者使用DepMap鉴定细胞之间的co-dependency，然而TCA循环却形成两个cluster

2. 作者认为，可能存在一种经典TCA循环的替代途径

  1. SLC25A1是一种线粒体柠檬酸-苹果酸反向转运体(mitochondrial citrate/malate antiporter).
  2. 纵轴的m+2为打上marker的碳。如果不存在替代途径，则上游(Cit)和下游(Fum,Mal)的m+2应该基本一致，但显然，Citrate没有全部进入经典TCA循环，出现了分流。
  3. 而ACLi可以回复(rescue)这一过程，使打上标记的Mal和Cit的比例(Mal+2/Cit+2)回复。

二、ESC中的TCA循环

1. 肿瘤细胞系得到的分子，作者想用于ESC细胞，于是验证了一下。结果与肿瘤细胞一致

三、TCA循环的选择依赖于细胞状态

为什么以前没发现？

  1. TCA循环是在鸽子胸肌细胞中发现的，是否是细胞种类引起的偏倚呢?
  2. 于是作者比较了myoblasts和 differentiated myotubes中TCA循环的差异.
  3. 果然，differentiated myotubes中经典TCA循环强于myoblasts

四、TCA循环的切换依赖于细胞分化

TCA循环为什么需要替代途径？

  1. 作者又回到ESC中，发现随着ESC的分化，非经典三羧酸循环逐渐增强（ESCs switch from canonical to non-canonical TCA cycle activity as they dismantle naïve pluripotency）
  2. 作者的解释是分化过程中，经典TCA的代谢产物很多，是ACL loss的细胞的7倍(附图未呈现)，对细胞活性影响很大。而非经典TCA可以对分流一部分经典TCA的压力，以维持细胞存活

五、细胞分化需要ACL

TCA循环真的和细胞命运的转换有关系吗?

  1. 维持存活是一个作用，非经典TCA循环是否在分化中起决定性作用呢？
  2. 结论：起决定性作用，且是ACL起关键作用(ACLi的细胞系阻滞在ESC的状态),而非其他SLC25A1或MDH1

总结

作者发现了一种非经典三羧酸循环，并揭示了不同细胞中TCA活性多样性的原因：细胞状态的变化需要适当的TCA循环(经典 or 非经典)与之匹配。

笔者读后小结

1. 实验为主，分析为辅，但难度最大的地方在于分析的解读

  1. 通路新组分的发现与存在性证明(分析为主, DepMap): Two modes of TCA cycle metabolism
  2. ESC中的TCA循环(实验为主, 代谢实验): ESCs engage a non-canonical TCA cycle
  3. TCA循环的选择依赖于细胞状态(实验为主, 代谢实验): TCA cycle choice is cell-state dependent
  4. TCA循环的切换依赖于细胞分化(实验为主, 代谢实验): TCA cycle switch upon pluripotency exit
  5. 细胞分化需要ACL(实验为主, 代谢实验): Exit from pluripotency requires ACL

2. 哪些东西基于生物学背景/不能一下子想到?

  1. DepMap得到Co-dependecy的解读，看完我也理解不了作者的脑回路，只能感叹其生化底蕴的深厚。
  2. 后续实验思路中规中矩，主要依赖于技术(代谢实验, CRISPR等)，逻辑上难度不大。

3. 可以学习借鉴的点:

  1. 对于预期外结果的解读: ACLY和TCA循环的联系和调参有关，给我可能就通过调参将其隐藏掉了。以后遇到预期之外的蛋白，可以考虑是否存在替代途径。
  2. 对替代途径的验证: 标志物在经典途径减少，抑制替代途径后可rescue
  3. 对DepMap的挖掘仅限于dependency: 不知道为什么探讨一下其他组学，可能是仅关注分化?我更愿意相信其他结果是阴性的或者说和肿瘤没啥关系。因为作者是将肿瘤细胞系中发现的分子用于非肿瘤研究。。

参考资料

  1. https://www.nature.com/articles/s41586-022-04475-w
  2. https://www.mskcc.org/research/ski/labs/lydia-finley