代謝組學(xué)研究取得重要進(jìn)展
近日，中科院大連化學(xué)物理研究所許國旺研究員領(lǐng)導(dǎo)的1808組利用其構(gòu)建的代謝組學(xué)技術(shù)平臺取得重要科研成果，他們與中科院動(dòng)物所康樂院士研究組合作，首次發(fā)現(xiàn)了肉堿類代謝物在飛蝗兩型轉(zhuǎn)變過程中的關(guān)鍵調(diào)控作用，相關(guān)論文本月已在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）雜志上（doi: 10.1073/pnas.1119155109 PNAS February 10, 2012 ）。
代謝組學(xué)作為系統(tǒng)生物學(xué)的分支，在生命科學(xué)研究中具有廣闊的應(yīng)用空間與巨大的實(shí)用價(jià)值。飛蝗散居型和群居型之間的轉(zhuǎn)變（型變）正是復(fù)雜生物現(xiàn)象的典型代表，是蝗災(zāi)爆發(fā)的關(guān)鍵生物學(xué)基礎(chǔ)。揭示飛蝗型變背后隱藏的生物調(diào)控機(jī)制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。多年來，康樂研究組致力于利用基因組學(xué)手段來破解這一謎題，并深刻認(rèn)識到型變調(diào)控機(jī)制的闡釋迫切需要系統(tǒng)生物學(xué)的深度介入。兩個(gè)課題組決定開展跨學(xué)科協(xié)作研究，依托大連化物所的代謝組學(xué)平臺，從血淋巴代謝物層次上來探尋飛蝗型變的分子基礎(chǔ)，提出了新的型變調(diào)控機(jī)制。
研究者首先利用超高效液相色譜/質(zhì)譜和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)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(zhì)與酰基肉堿等差異代謝物進(jìn)行了生物功能富集分析，明確了型變調(diào)控相關(guān)的代謝通路；隨后，又利用代謝軌跡分析，對種群密度干預(yù)過程中飛蝗代謝模式的演變規(guī)律進(jìn)行了動(dòng)態(tài)描述，發(fā)現(xiàn)肉堿類代謝物呈現(xiàn)出與型變高度相關(guān)的時(shí)間序列變化特征。在此基礎(chǔ)上，通過藥物注射和基因干擾等功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了肉堿類代謝物在飛蝗型變中發(fā)揮的關(guān)鍵調(diào)控作用。這一新發(fā)現(xiàn)，不但突破了之前對型變生物機(jī)制認(rèn)識的局限性，而且將為研究其他物種的表型可塑性現(xiàn)象提供啟迪，是凸顯代謝組學(xué)巨大生物學(xué)研究價(jià)值的又一力證。
十年來，大連化物所1808組依托其在色譜領(lǐng)域的深厚積累，始終圍繞著“高分辨分離與分析”這一學(xué)科發(fā)展主線，輔以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的化學(xué)計(jì)量學(xué)信息處理系統(tǒng)開發(fā)，致力于打造國際一流的代謝組學(xué)技術(shù)平臺。多年深耕不輟，構(gòu)建了以色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)為特色的代謝組學(xué)研究平臺。除飛蝗的研究外，該組最近與第二軍醫(yī)大學(xué)附屬東方肝膽外科醫(yī)院王紅陽院士在肝癌標(biāo)志物的代謝組學(xué)研究（Mol Cell Proteomics. 2012 Feb;11(2):M111.010694.）、與復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院徐叢劍教授等在卵巢癌早期診斷標(biāo)志物的代謝組學(xué)研究（J Proteome Res. 2011 May 6;10(5):2625-32.）等諸多領(lǐng)域取得了廣受關(guān)注的成果。
