人体内的 200 种不同细胞都源自相同的 DNA 基因组。为了分化为骨细胞、肌肉细胞、血细胞、神经元等细胞家族，必须开启或关闭不同的基因程序。

揭示这一过程的复杂方式是生物医学研究的伟大目标之一，特别是因为基因程序失调是癌症和破坏性炎症引起的疾病的根本原因。

虽然人们已经知道细胞代谢对基因控制有一些普遍的影响——例如胚胎干细胞的谷氨酰胺代谢会影响分化并导致 DNA 以及压缩或解开基因组 DNA 的蛋白质的一些表观遗传变化——但当前知识的一个主要空白是如此广泛的表观遗传事件如何精确地转化为特定的分化基因程序。

由第一作者、阿拉巴马大学伯明翰分校研究生 Danielle Chisolm 和通讯作者、UAB 微生物学教授 Amy Weinmann 博士领导的研究小组现在报告了一种将谷氨酰胺吸收到细胞中与选择基因程序的控制联系起来的机制。这一发现表明，代谢(通常被认为是能量产生或构建细胞的组成部分)也可以通过这种机制发挥作用，帮助塑造细胞分化的命运。

在Cell Press 旗下期刊《免疫》上发表的一篇报告中，他们表明，谷氨酰胺的细胞内代谢物 α-酮戊二酸通过改变转录因子 CTCF 的 DNA 结合模式和改变基因组相互作用，在调节细胞分化程序中发挥作用。作为基因程序控制复杂性的又一个层次，他们发现结合位点附近的基因组环境(例如表观遗传变化或改变的基因组拓扑结构)会影响结合是开启还是关闭基因程序。