動物的冬眠堪稱生命過程中的奇跡。在惡劣的環(huán)境下，一些冬眠動物靠維持接近零度的體溫以及近乎于正常情況下百分之一的心跳、呼吸和代謝來度過整個冬季。更為有趣的是，動物在冬眠中會進(jìn)行周期性自發(fā)覺醒。目前，我們僅知道動物在冬眠過程中進(jìn)行了代謝重組并且啟動了組織保護(hù)等機(jī)制，但對其分子機(jī)制的理解非常有限。

        近日，中科院上海生命科學(xué)研究院計(jì)算生物學(xué)所嚴(yán)軍課題組與生化與細(xì)胞所曾嶸組以及美國阿拉斯加大學(xué)Brian Barnes等人合作，結(jié)合之前在動物冬眠中mRNA水平研究的基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究了北極地鼠在冬眠中蛋白質(zhì)表達(dá)發(fā)生的整體變化。在這項(xiàng)研究中，該研究組通過計(jì)算手段構(gòu)建了全新的地鼠蛋白庫，并使用無標(biāo)記的高通量蛋白質(zhì)譜技術(shù)系統(tǒng)分析了北極地鼠在冬眠各個過程中蛋白質(zhì)水平的變化。該工作共發(fā)現(xiàn)3000多個地鼠蛋白質(zhì)，其中517個蛋白質(zhì)在冬眠各個狀態(tài)比較中有顯著的差異，包括大量參與葡萄糖分解、脂肪酸合成分解以及參與機(jī)體保護(hù)的蛋白質(zhì)。該研究發(fā)現(xiàn)動物在冬眠中周期性自發(fā)覺醒時，參與蛋白翻譯和降解、mRNA加工以及氧化磷酸化的蛋白的表達(dá)量顯著上升而在mRNA水平卻沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異，即可能存在顯著的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。該研究于11月20日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《分子與細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)》（Molecular & Cellular Proteomics）。

        值得指出的是，很多人類疾病諸如心力衰竭、中風(fēng)等也是在類似動物冬眠的低溫、缺氧的環(huán)境壓力下產(chǎn)生的。研究動物冬眠的機(jī)制有利于開發(fā)新一類藥物治療相關(guān)疾病。

        該研究工作得到了科技部、上海市科委、美國自然科學(xué)基金的資助。