動(dòng)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(dòng)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(gè)冬季。更為有趣的是，動(dòng)物在冬眠中會(huì)進(jìn)行周期性自發(fā)覺醒。目前，我們僅知道動(dòng)物在冬眠過程中進(jìn)行了代謝重組并且啟動(dòng)了組織保護(hù)等機(jī)制，但對(duì)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(dòng)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(gè)過程中蛋白質(zhì)水平的變化。該工作共發(fā)現(xiàn)3000多個(gè)地鼠蛋白質(zhì)，其中517個(gè)蛋白質(zhì)在冬眠各個(gè)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(dòng)物在冬眠中周期性自發(fā)覺醒時(shí)，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(dòng)物冬眠的低溫、缺氧的環(huán)境壓力下產(chǎn)生的。研究動(dòng)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。