Quan pensem en el metabolisme d’una cèl·lula, sovint imaginem les mitocòndries produint energia. Quan pensem en el nucli, imaginem l’ADN, els gens i la informació genètica. Però aquesta separació potser no és tan clara com semblava.
Un estudi del Centre de Regulació Genòmica (CRG), publicat a Nature Communications, ha identificat més de 200 enzims metabòlics associats a la cromatina, l’estructura que empaqueta i organitza l’ADN dins del nucli. Molts d’aquests enzims són coneguts pel seu paper en processos metabòlics, però l’estudi mostra que també poden localitzar-se en l’entorn nuclear.
La recerca apunta que diferents tipus cel·lulars, teixits i càncers poden presentar patrons propis d’enzims metabòlics dins del nucli. Els autors i autores anomenen una “empremta metabòlica nuclear”, una mena de signatura que podria aportar noves pistes sobre la relació entre metabolisme, regulació del genoma i càncer.
Punts clau
- El CRG ha identificat més de 200 enzims metabòlics associats a la cromatina.
- Aquests enzims representen més del 7% de les proteïnes del “core chromatome” analitzat.
- El patró varia segons el tipus cel·lular, el teixit i el tipus de càncer.
- L’estudi suggereix una connexió entre metabolisme nuclear, regulació de la cromatina i resposta al dany de l’ADN.
- Encara no se sap si tots aquests enzims són actius dins del nucli ni quina funció concreta hi tenen.
Una presència inesperada dins del nucli
Tradicionalment, el metabolisme i la regulació del genoma s’han estudiat com dos sistemes relacionats però diferents. El nucli conté el genoma, mentre que gran part de l’activitat metabòlica de la cèl·lula té lloc a les mitocòndries i al citoplasma.
Per aquest estudi, l’equip del CRG va utilitzar una metodologia que permet aïllar proteïnes físicament unides a la cromatina. Amb aquesta aproximació, van analitzar 44 línies cel·lulars de càncer i 10 tipus de cèl·lules sanes procedents de 10 teixits diferents. Els resultats mostren que els enzims metabòlics són molt més presents en l’entorn de la cromatina del que s’esperava.
Això no vol dir necessàriament que tots aquests enzims facin dins del nucli la mateixa funció que fan fora. El mateix article científic subratlla que la seva activitat exacta encara s’ha d’aclarir: podrien tenir funcions metabòliques, reguladores, estructurals o altres funcions no canòniques.
No tots els tumors mostren el mateix patró
Una de les observacions més destacades és que aquests enzims no apareixen de la mateixa manera en tots els tipus de càncer. Per exemple, els enzims relacionats amb la fosforilació oxidativa —un procés clau en la producció d’energia cel·lular— es van trobar més enriquits a la cromatina de cèl·lules de càncer de mama i menys presents en mostres de càncer de pulmó.
Aquesta diferència suggereix que la localització nuclear d’aquests enzims podria estar relacionada amb la identitat del teixit o del tumor. To i que l’estudi no demostra que aquesta empremta permeti predir avui la resposta d’un pacient a un tractament, sí que obre noves preguntes sobre com metabolisme, cromatina i càncer poden estar connectats.
Dany a l’ADN i reparació
L’estudi també explora la relació entre alguns enzims metabòlics i la resposta al dany de l’ADN. En concret, l’equip va estudiar un grup d’enzims que participen en la producció de components necessaris per a la síntesi i reparació de l’ADN, i va observar que s’acumulen al voltant de la cromatina quan l’ADN pateix danys.
Aquest punt és rellevant perquè molts tractaments contra el càncer provoquen estrès genotòxic, és a dir, danys al material genètic de les cèl·lules tumorals. Si alguns enzims metabòlics localitzats al nucli participen en la resposta a aquest dany, això podria ajudar a entendre millor com algunes cèl·lules canceroses responen als tractaments.
Durant aquests experiments, l’equip també va observar que la localització és important. L’enzim IMPDH2 va mostrar comportaments diferents segons si es trobava al nucli o al citoplasma: quan es mantenia al nucli, ajudava a preservar l’estabilitat del genoma; quan es confinava al citoplasma, afectava altres vies cel·lulars.
Què obre aquesta descoberta?
L’estudi ofereix un mapa ampli de proteïnes metabòliques associades a la cromatina en cèl·lules sanes i canceroses. Segons l’article científic, aquesta presència és extensa, varia segons el teixit i podria estar vinculada a funcions no canòniques d’aquests enzims dins del nucli.
A llarg termini, cartografiar la localització i la funció d’aquests enzims podria ajudar a identificar nous biomarcadors o vulnerabilitats en cèl·lules tumorals. Però abans caldrà determinar què fa cada enzim, si tots són actius dins del nucli i com aconsegueixen arribar-hi. Aquest últim punt és una de les preguntes obertes que destaca el CRG: molts d’aquests enzims són més grans del que habitualment es considera que pot travessar el porus nuclear.
La recerca mostra, en definitiva, que el nucli no és només el lloc on es guarda l’ADN. També pot ser un espai on enzims metabòlics, cromatina i resposta cel·lular al dany interactuen d’una manera més estreta del que es pensava.
Kourtis, S., Gañez Zapater, A., Elbæk, C. et al. Native chromatome profiling reveals hundreds of metabolic enzymes in the nucleus across tissues. Nat Commun 17, 1655 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69217-2
