為什么有些酵母細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生乙醇？幾十年來，科學(xué)家一直研究這一問題。根據(jù)最近的一項(xiàng)研究，作者們認(rèn)為酵母細(xì)胞產(chǎn)生乙醇是作為“安全閥”，以防止當(dāng)他們的代謝操作達(dá)到臨界水平時(shí)發(fā)生過載效應(yīng)。 1月7日發(fā)表在《Nature Metabolism》雜志上的這一新研究對(duì)于解釋癌細(xì)胞產(chǎn)生乳酸的類似效應(yīng)也提供了新見解。

      細(xì)胞攝取葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行生長(zhǎng)與分裂，。但有時(shí)這些營(yíng)養(yǎng)會(huì)被浪費(fèi)掉。例如，用于生產(chǎn)啤酒的酵母釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）將葡萄糖分解成乙醇。 “將六碳分子代謝為二碳分子，意味著葡萄糖中儲(chǔ)存的能量的一部分會(huì)丟失。這看上去似乎毫無意義。

      在該研究中，作者通過將建立模型并將模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，計(jì)算得到了葡萄糖攝取函數(shù)的吉布斯能量耗散率。起初，吉布斯能量消耗隨著葡萄糖消耗速率的增加而增加，但隨后達(dá)到瓶頸期，此時(shí)細(xì)胞開始代謝產(chǎn)生乙醇。“這是細(xì)胞從呼吸轉(zhuǎn)向發(fā)酵的關(guān)鍵點(diǎn)“。作者解釋道。

      對(duì)此，科學(xué)家們提出了一個(gè)有效的假設(shè)。 “細(xì)胞新陳代謝達(dá)到最大速率時(shí)，細(xì)胞打開“安全閥”，葡萄糖被分解為乙醇，乙酸鹽或乳酸鹽，剩余部分能量未使用。