2019年10月，吕志民教授团队与南京医科大学公共卫生学院钱旭教授团队合作在《分子细胞》（Molecular Cell）杂志发表题为“KDM3A senses oxygen availability to regulate PGC1amediated mitochondrial biogenesis”的论文（https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.09.019），揭示了去甲基化酶KDM3A作为氧气感受器通过感受微环境氧气浓度调节PGC1α甲基化水平，影响PGC1α活性从而调控线粒体生物合成的分子机制。

       过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活物1（PGC1）家族包括PGC1α、PGC1β和PRC，通过结合并提高多种转录因子（如NRF1/2、ERRa、PPARa）活性，促进线粒体生物合成。研究人员发现，在低氧情况下，PGC1α的224位赖氨酸（Lys，K）残基发生单甲基化修饰（K224me）。该修饰阻止PGC1α与NRF1/2结合，从而抑制NRF1/2转录活性，导致线粒体DNA拷贝数降低和氧化呼吸能力减弱，最终减少线粒体耗氧能力。为了进一步明确低氧导致PGC1α发生甲基化修饰的原因，研究人员通过筛选发现，组蛋白去甲基化酶KDM3A参与其中。KDM3A能够去除PGC1α K224甲基化修饰，并且这一生物化学反应需要氧气参与。在低氧情况下，KDM3A由于缺少氧气而活性降低，导致PGC1α K224甲基化水平升高，线粒体生物合成和氧气消耗水平降低，肿瘤细胞生存能力增强。研究人员还发现，PGC1α K224甲基化水平与胶质瘤患者肿瘤组织微环境氧气浓度密切相关：氧气浓度越低，PGC1α K224甲基化水平越高，提示该研究所发现的分子机制具有重要的病理参考价值。

       该研究得到南京医科大学科技发展基金、中国科学院重点资助项目、国家自然科学基金等资助。