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近日，中科院大连化学物理研究所许国旺研究员领导的研究组（1808组）利用其构建的代谢组学技术平台取得重要科研成果。他们与中科院动物研究所康乐院士研究组合作，首次发现了肉碱类代谢物在飞蝗两型转变过程中的关键调控作用。相关论文已在线发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上（doi: 10.1073/pnas.1119155109 PNAS February 10, 2012）。


　　代谢组学作为系统生物学的分支，在生命科学研究中具有广阔的应用空间与巨大的实用价值。飞蝗散居型和群居型之间的转变（型变）正是复杂生物现象的典型代表，是蝗灾爆发的关键生物学基础。揭示飞蝗型变背后隐藏的生物调控机制具有重要的现实意义。多年来，康乐研究组致力于利用基因组学手段来破解这一谜题，并深刻认识到型变调控机制的阐释迫切需要系统生物学的深度介入。两个课题组决定开展跨学科协作研究，依托大连化物所的代谢组学平台，从血淋巴代谢物层次上来探寻飞蝗型变的分子基础，提出了新的型变调控机制。


　　研究人员首先利用超高效液相色谱/质谱和气相色谱/质谱联用方法，剖析了散居型与群居型飞蝗间的代谢表型差异，对氨基酸、脂质与酰基肉碱等差异代谢物进行了生物功能富集分析，明确了型变调控相关的代谢通路。随后，又利用代谢轨迹分析，对种群密度干预过程中飞蝗代谢模式的演变规律进行了动态描述，发现肉碱类代谢物呈现出与型变高度相关的时间序列变化特征。在此基础上，通过药物注射和基因干扰等功能验证实验，证实了肉碱类代谢物在飞蝗型变中发挥的关键调控作用。


　　这一新发现，不但突破了之前对型变生物机制认识的局限性，而且将为研究其他物种的表型可塑性现象提供启发，是凸显代谢组学巨大生物学研究价值的又一力证。