飲食常識(shí)Manual 
【前沿開(kāi)展】大師點(diǎn)評(píng)Nat Metab 薛宇賈大團(tuán)隊(duì)協(xié)作揭示生酮飲食表現(xiàn)效力的新機(jī)造
2024-08-20 16:44:12
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返回列表 麻將胡了網(wǎng)站點(diǎn)評(píng) 王秀杰（中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)商酌所）、趙睿智（美國(guó)芝加哥大學(xué)） 生酮飲食（Ketogenic Diet, KD）是一種以高脂肪、極低碳水化合物和適量卵白質(zhì)為比例的飲食形式，自20世紀(jì)20年代初今后向來(lái)被臨床用來(lái)診療癲癇等疾病。生酮飲食省略了葡萄糖的詐騙，導(dǎo)致游離脂肪酸正在肝臟中轉(zhuǎn)化為酮體，網(wǎng)羅乙酰乙酸、β-羥基丁酸（β-OHB）和丙酮，個(gè)中β-羥基丁酸是最豐饒的樣子。迄今為止，生酮飲食已正在多種人類(lèi)疾病中顯示出肯定的診療成效，網(wǎng)羅癲癇、肥胖、癌癥等。然而。生酮飲食因?yàn)楫惓５氖称繁壤龜[設(shè)，較難周旋，還可以會(huì)惹起高脂血癥、腎結(jié)石等一系列并發(fā)癥。進(jìn)一步會(huì)意生酮飲食施展影響的機(jī)造，有幫于開(kāi)辟更為康健的飲食形式或疾病診療手腕。 生酮飲食可提升一種新型的卵白質(zhì)翻譯后潤(rùn)飾——賴(lài)氨酸β-羥基丁?；╨ysine β-hydroxybutyrylation, Kbhb）的潤(rùn)飾程度，該潤(rùn)飾基團(tuán)出處于β-羥基丁酸的活化樣子β-羥基丁酰輔酶A（β-hydroxybutyryl-CoA）。正在該職責(zé)中，通過(guò)對(duì)生酮飲食幼鼠肝臟展開(kāi)轉(zhuǎn)錄組學(xué)、卵白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、賴(lài)氨酸β-羥基丁?；M學(xué)的多組學(xué)定量，察覺(jué)幼鼠肝臟轉(zhuǎn)錄組、卵白質(zhì)組和賴(lài)氨酸β-羥基丁酰化組差別性地爆發(fā)蛻化。生酮飲食通過(guò)賴(lài)氨酸β-羥基丁?；瘽?rùn)飾調(diào)控多種細(xì)胞流程，網(wǎng)羅糖酵解和三羧酸輪回等。為了找到施展緊要功用的賴(lài)氨酸β-羥基丁?；瘽?rùn)飾位點(diǎn)，基于前沿人為智能本事，打算了新的分層進(jìn)修框架（Hierarchical learning framework）pFunK，是首個(gè)預(yù)測(cè)卵白質(zhì)潤(rùn)飾功用的講話(huà)模子。該框架采用分層頭腦，精巧詐騙Transformer模子捉拿序列之間的上下文依賴(lài)聯(lián)系，并集合十種卵白質(zhì)序列和組織特質(zhì)，逐層進(jìn)修賴(lài)氨酸潤(rùn)飾特質(zhì)、賴(lài)氨酸β-羥基丁酰化潤(rùn)飾特質(zhì)，再進(jìn)修賴(lài)氨酸β-羥基丁?；墓τ锰刭|(zhì)，僅應(yīng)用9個(gè)已知功用的賴(lài)氨酸β-羥基丁?；稽c(diǎn)，即告竣了賴(lài)氨酸β-羥基丁?；τ玫木珳?zhǔn)預(yù)測(cè)。 針對(duì)該潤(rùn)飾，應(yīng)用pFunK-Kbhb預(yù)測(cè)潛正在擁有緊要功用的賴(lài)氨酸β-羥基丁酰化位點(diǎn)。通過(guò)算法預(yù)測(cè)、細(xì)胞實(shí)踐、動(dòng)物實(shí)踐等察覺(jué)生酮飲食或增加β-羥基丁酸可補(bǔ)充縮醛酶B（Aldolase B, Aldob）的K108位賴(lài)氨酸β-羥基丁?；瘽?rùn)飾程度，抵造mTOR信號(hào)通途和糖酵解流程，減弱癌細(xì)胞增殖，從而揭示了生酮飲食重塑代謝的新機(jī)造。 綜上所述，此商酌不單察覺(jué)了生酮飲食施展影響的新機(jī)造，還為預(yù)測(cè)功用緊要的賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)供應(yīng)了廣博合用的講話(huà)模子。 圖1. 實(shí)踐流程。詐騙喂攝生酮或比較飲食的幼鼠肝臟，展開(kāi)轉(zhuǎn)錄組、卵白質(zhì)組、β-羥基丁?；M和代謝組的多組學(xué)剖判。修筑了分層進(jìn)修框架pFunK，可預(yù)測(cè)功用緊要的賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)。應(yīng)用pFunK剖判β-羥基丁?；M數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)ALDOB的K108為潛正在緊要的β-羥基丁酰化位點(diǎn)。后續(xù)實(shí)踐揭示ALDOB的β-羥基丁?；{(diào)控其酶活、mTOR信號(hào)通途及腫瘤增殖。 四川大學(xué)秦俊紅、華中科技大學(xué)黃新荷飲食、四川大學(xué)茍圣松、四川大學(xué)張思韜為該論文的聯(lián)合第一作家。薛宇熏陶和賈大熏陶為該論文的通信作家。四川大學(xué)戴倫治熏陶、張燕熏陶、杜丹商酌員、胡以國(guó)熏陶、魏強(qiáng)熏陶、劉振華熏陶、天津大學(xué)軒維民熏陶飲食、華中科技大學(xué)彭迪博士飲食、中山大學(xué)劉澤先商酌員、芝加哥大學(xué)趙睿智熏陶、中國(guó)科學(xué)院上海藥物商酌所黃河熏陶、上海交通大學(xué)程金科熏陶、重慶醫(yī)科大學(xué)譚帥熏陶、成都中醫(yī)藥大學(xué)沈曉飛副商酌員等也為課題供應(yīng)了鼎力扶幫。 舉動(dòng)基因功用調(diào)控的緊要樞紐，卵白質(zhì)潤(rùn)飾正在多種性命行動(dòng)中均施展閉頭影響。但因?yàn)榛谫|(zhì)譜的卵白質(zhì)潤(rùn)飾檢測(cè)一般會(huì)正在一個(gè)樣本中緝捕數(shù)以千計(jì)的同品種型卵白質(zhì)潤(rùn)飾位點(diǎn)，若何進(jìn)一步確定施展閉頭影響的潤(rùn)飾位點(diǎn)就成為讓科研職員極端苦惱的題目。正在2024年8月12日楬橥于Nature Metabolism上的題為Ketogenic diet reshapes cancer metabolism through lysine β-hydroxybutyrylation的商酌論文中，華中科技大學(xué)的薛宇熏陶?qǐng)F(tuán)隊(duì)和四川大學(xué)賈大熏陶?qǐng)F(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)，正在卵白質(zhì)的功用性賴(lài)氨酸β-羥基丁?；瘽?rùn)飾（Kbhb）位點(diǎn)判決方面贏得了緊要沖破。 正在該商酌中，為判決正在生酮飲食前提下施展調(diào)控影響的Kbhb位點(diǎn)，薛宇熏陶指揮團(tuán)隊(duì)開(kāi)辟了一種預(yù)測(cè)功用性賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)的人為智能算法pFunK。pFunK由三個(gè)功用模塊構(gòu)成，劃分負(fù)擔(dān)三個(gè)主旨預(yù)測(cè)步調(diào)。第一個(gè)步調(diào)為賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)通用特質(zhì)識(shí)別模塊pFunK-P的修筑。模塊pFunK-P使用基于transformer架構(gòu)的深度進(jìn)修模子，詐騙涉及29種賴(lài)氨酸潤(rùn)飾類(lèi)型的145,657個(gè)非冗余賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)實(shí)行陶冶，來(lái)識(shí)別賴(lài)氨酸潤(rùn)飾聯(lián)系的鄰近氨基酸序列特質(zhì)。第二個(gè)步調(diào)為Kbhb位點(diǎn)特質(zhì)識(shí)別模塊pFunK-T的修筑。模塊pFunK-T詐騙遷徙進(jìn)修和一種常用的幼樣本量識(shí)別算法模子無(wú)閉元進(jìn)修算法（Model-Agnostic Meta-Learning，簡(jiǎn)稱(chēng)MAML），基于已有的6,932個(gè)Kbhb位點(diǎn)對(duì)pFunK-P實(shí)行微調(diào)，使其具備更精確的Kbhb位點(diǎn)識(shí)其余才略。第三個(gè)步調(diào)為功用性Kbhb位點(diǎn)的判決。詐騙9個(gè)擁有緊要功用的Kbhb位點(diǎn)對(duì)pFunK-T實(shí)行進(jìn)一步陶冶，從而告竣功用性Kbhb位點(diǎn)的預(yù)測(cè)。較對(duì)立得的是，pFunK不單擁有較精準(zhǔn)的功用性Kbhb位點(diǎn)預(yù)測(cè)功用，還可能通過(guò)正在上述第二和第三個(gè)步調(diào)中轉(zhuǎn)換用于微調(diào)陶冶的賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)數(shù)據(jù)集，來(lái)告竣對(duì)其他類(lèi)型賴(lài)氨酸潤(rùn)飾的功用性位點(diǎn)識(shí)別。所以，“Ketogenic diet reshapes cancer metabolism through lysine β-hydroxybutyrylation”這篇作品不單揭示了生酮飲食通過(guò)Kbhb調(diào)控癌細(xì)胞代謝的新機(jī)造，也為商酌職員供應(yīng)了一個(gè)判決差異類(lèi)型的功用性賴(lài)氨酸潤(rùn)飾位點(diǎn)的有力用具。 薛宇熏陶向來(lái)從事卵白質(zhì)潤(rùn)飾聯(lián)系的生物音信學(xué)商酌，曾修筑全國(guó)上最大的卵白質(zhì)賴(lài)氨酸潤(rùn)飾和磷酸化潤(rùn)飾數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)辟了多種預(yù)測(cè)卵白質(zhì)潤(rùn)飾位點(diǎn)的手腕并被平常應(yīng)用。本職責(zé)中開(kāi)辟的pFunK手腕，精巧地采用多種人為智能算法彼此增加和通過(guò)人為篩選數(shù)據(jù)對(duì)模子實(shí)行指點(diǎn)陶冶相集合的形式，告竣了正在陶冶數(shù)據(jù)相當(dāng)缺乏的情形下得回高精確度預(yù)測(cè)結(jié)果的沖破。因?yàn)槊穸喟腩?lèi)型的性命康健數(shù)據(jù)都擁有與Kbhb位點(diǎn)肖似的樣本量幼、數(shù)據(jù)特質(zhì)不清等特色，pFunK手腕的開(kāi)辟思緒也將對(duì)付人為智能算法正在其他性命康健數(shù)據(jù)解析中的使用爆發(fā)較好的樹(shù)范影響飲食。 生酮飲食舉動(dòng)一種異常飲食形式，正在癲癇、肥胖、癌癥等疾病的診療中顯示出明顯成效，但其豐富機(jī)造尚未所有闡明。近期，華中科技大學(xué)薛宇熏陶?qǐng)F(tuán)隊(duì)與四川大學(xué)賈大熏陶?qǐng)F(tuán)隊(duì)正在Nature Metabolism上楬橥論文，通過(guò)多組學(xué)本事解析了生酮飲食對(duì)幼鼠肝臟代謝的重塑影響，卓殊是初次揭示了賴(lài)氨酸β-羥基丁?；↘bhb）這一新型潤(rùn)飾正在個(gè)中的閉頭影響，這一察覺(jué)不單深化了咱們對(duì)生酮飲食影響機(jī)造的會(huì)意，也為開(kāi)辟新型抗癌療法開(kāi)采了新途徑。正在該職責(zé)中，商酌團(tuán)隊(duì)更始性地開(kāi)辟了分層進(jìn)修框架pFunK，或許精確預(yù)測(cè)功用緊要的閉頭潤(rùn)飾位點(diǎn)，出現(xiàn)了人為智能正在生物醫(yī)學(xué)商酌中的強(qiáng)盛潛力。通過(guò)進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證，表了然生酮飲食通過(guò)補(bǔ)充縮醛酶B（Aldob）的K108位賴(lài)氨酸β-羥基丁?；瘽?rùn)飾，或許有用抵造癌細(xì)胞的增殖，揭示了其通過(guò)調(diào)控代謝途徑影響癌癥進(jìn)展的新機(jī)造。綜上，該商酌不單正在生酮飲食機(jī)造商酌上贏得了緊要沖破，也拓展了咱們對(duì)卵白質(zhì)翻譯后潤(rùn)飾多樣性的明白。 原題目：《【前沿起色】專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)Nat Metab 薛宇/賈大團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)揭示生酮飲食施展影響的新機(jī)造》 本文為滂沱號(hào)作家或機(jī)構(gòu)正在滂沱消息上傳并發(fā)表，僅代表該作家或機(jī)構(gòu)概念，不代表滂沱消息的概念或態(tài)度，滂沱消息僅供應(yīng)音信發(fā)表平臺(tái)。申請(qǐng)滂沱號(hào)請(qǐng)用電腦拜訪(fǎng)?！厩把亻_(kāi)展】大師點(diǎn)評(píng)Nat Metab 薛宇賈大團(tuán)隊(duì)協(xié)作揭示生酮飲食表現(xiàn)效力的新機(jī)造
