代謝組學研究取得重要進展

近日，中科院大連化學物理研究所許國旺研究員領導的1808組利用其構建的代謝組學技術平臺取得重要科研成果，他們與中科院動物所康樂院士研究組合作，首次發現了肉堿類代謝物在飛蝗兩型轉變過程中的關鍵調控作用，相關論文本月已在線發表在《美國科學院院報》（PNAS）雜志上（doi: 10.1073/pnas.1119155109 PNAS February 10, 2012 ）。

代謝組學作為系統生物學的分支，在生命科學研究中具有廣闊的應用空間與巨大的實用價值。飛蝗散居型和群居型之間的轉變（型變）正是復雜生物現象的典型代表，是蝗災爆發的關鍵生物學基礎。揭示飛蝗型變背后隱藏的生物調控機制具有重要的現實意義。多年來，康樂研究組致力于利用基因組學手段來破解這一謎題，并深刻認識到型變調控機制的闡釋迫切需要系統生物學的深度介入。兩個課題組決定開展跨學科協作研究，依托大連化物所的代謝組學平臺，從血淋巴代謝物層次上來探尋飛蝗型變的分子基礎，提出了新的型變調控機制。

研究者首先利用超高效液相色譜/質譜和氣相色譜/質譜聯用方法，剖析了散居型與群居型飛蝗間的代謝表型差異，對氨基酸、脂質與?；鈮A等差異代謝物進行了生物功能富集分析，明確了型變調控相關的代謝通路；隨后，又利用代謝軌跡分析，對種群密度干預過程中飛蝗代謝模式的演變規律進行了動態描述，發現肉堿類代謝物呈現出與型變高度相關的時間序列變化特征。在此基礎上，通過藥物注射和基因干擾等功能驗證實驗，證實了肉堿類代謝物在飛蝗型變中發揮的關鍵調控作用。這一新發現，不但突破了之前對型變生物機制認識的局限性，而且將為研究其他物種的表型可塑性現象提供啟迪，是凸顯代謝組學巨大生物學研究價值的又一力證。

十年來，大連化物所1808組依托其在色譜領域的深厚積累，始終圍繞著“高分辨分離與分析”這一學科發展主線，輔以具有自主知識產權的化學計量學信息處理系統開發，致力于打造國際一流的代謝組學技術平臺。多年深耕不輟，構建了以色譜—質譜聯用技術為特色的代謝組學研究平臺。除飛蝗的研究外，該組最近與第二軍醫大學附屬東方肝膽外科醫院王紅陽院士在肝癌標志物的代謝組學研究（Mol Cell Proteomics. 2012 Feb;11(2):M111.010694.）、與復旦大學附屬婦產科醫院徐叢劍教授等在卵巢癌早期診斷標志物的代謝組學研究（J Proteome Res. 2011 May 6;10(5):2625-32.）等諸多領域取得了廣受關注的成果。