修飾組與靶向代謝組聯(lián)合分析

生命的基本特征是新陳代謝，生命的功能執(zhí)行者是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)表達(dá)水平及翻譯后修飾可以通過多種方式調(diào)控生理過程，影響機(jī)體代謝變化。研究發(fā)現(xiàn)，乙�；�、磷酸化、泛素化等多種修飾是代謝調(diào)節(jié)的關(guān)鍵機(jī)制，其不僅通過修飾轉(zhuǎn)錄因子間接調(diào)控代謝基因的表達(dá)，更是通過修飾代謝酶直接調(diào)控代謝流量。因此，修飾已成為代謝機(jī)制研究的最重要方向，而“代謝組”與“修飾組”更是打通表型與機(jī)制的最有效研究手段。在聯(lián)合分析中，我們將圍繞表達(dá)模式、生物學(xué)功能、調(diào)控機(jī)制這三個關(guān)鍵因素，解析如下科學(xué)問題：（1）比較蛋白翻譯后修飾、代謝物的表達(dá)模式異同，揭示其在生物學(xué)處理后的不同層面的變化趨勢的異同。（2）篩選差異修飾蛋白、代謝物共同參與的重要通路，揭示其在相關(guān)生物學(xué)變化中的潛在功能。（3）分析蛋白質(zhì)翻譯后修飾與代謝物的調(diào)控關(guān)系，闡述蛋白質(zhì)翻譯后修飾與代謝物間的潛在調(diào)控機(jī)制
  生物領(lǐng)域各個研究方面，如：
▶ 農(nóng)林領(lǐng)域：抗逆脅迫機(jī)制，生長發(fā)育機(jī)制，育種保護(hù)研究等；
▶ 畜牧業(yè)：肉類及乳品質(zhì)研究，致病機(jī)理研究等；
▶ 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床診斷：生物標(biāo)志物，疾病機(jī)理機(jī)制，疾病分型，個性化治療等；
▶ 生物醫(yī)藥：藥物作用機(jī)理，藥效評價，藥物開發(fā)等；
▶ 微生物領(lǐng)域：致病機(jī)理，耐藥機(jī)制，病原體-宿主相互作用研究等；
▶ 海洋水產(chǎn)：漁業(yè)資源，海水養(yǎng)殖，漁業(yè)環(huán)境與水產(chǎn)品安全等；
▶ 生物能源、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域：發(fā)酵過程優(yōu)化，生物燃料生產(chǎn)，環(huán)境危定風(fēng)險評估研究等；
▶ 食品營養(yǎng)：食品儲藏及加工條件優(yōu)化，食品組分及品質(zhì)鑒定，功能性食品開發(fā)，食品安全監(jiān)檢測等。
 

數(shù)據(jù)分析

▪ 表達(dá)模式分析： 修飾蛋白質(zhì)組與代謝組PCA比較分析

▪ 修飾蛋白質(zhì)組與代謝組通路聯(lián)合分析： KEGG代謝通路注釋比較分析、 KEGG通路富集比較分析、 KEGG富集通路的差異表達(dá)譜、 KEGG通路可視化

▪ 修飾蛋白質(zhì)組與代謝組調(diào)控關(guān)系分析： 相關(guān)性分析（相關(guān)系數(shù)矩陣熱圖、相關(guān)性分析層次聚類熱圖、相關(guān)系數(shù)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析）

▪ 修飾蛋白質(zhì)組與代謝組調(diào)控關(guān)系分析： 多變量統(tǒng)計學(xué)整合分析（ O2PLS關(guān)聯(lián)分析、OPLS相關(guān)變量的篩選）

▶ 通過對不同層面的表達(dá)水平分析，實現(xiàn)對修飾蛋白質(zhì)及代謝物的全譜分析。
▶ 同時實現(xiàn)從“因”和“果”兩個方向探究生物學(xué)問題，相互間的驗證作用更明顯。
▶ 闡述分子調(diào)控-表型間的關(guān)聯(lián)機(jī)制，系統(tǒng)全面地解析生物分子功能和調(diào)控機(jī)制。
▶ 從海量的數(shù)據(jù)中去偽存真，篩選出重點(diǎn)代謝通路或者基因、代謝產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)深入實驗分析與應(yīng)用。
  1.Maximal oxidative capacity during exercise is associated with skeletal muscle fuel selection and dynamic changes in mitochondrial protein acetylation. Cell Metab. 2016
本文揭示了體能與代謝和乙酰化修飾的重要關(guān)系。代謝組研究發(fā)現(xiàn)，高運(yùn)動能力大鼠表現(xiàn)出更加高效的運(yùn)動燃料選擇，其糖原消耗延遲，脂肪酸消耗增強(qiáng)，支鏈氨基酸利用率增強(qiáng)。修飾組研究發(fā)現(xiàn)，高運(yùn)動能力大鼠具有更強(qiáng)的線粒體蛋白去乙�；芰Γ撊ヒ阴；芰赡苁球�(qū)動高效燃料選擇的原因。