500多肝脏蛋白质揭示肝脏代谢的昼夜节律

　　2016年11月3日，国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cellmetabolism》杂志在线发表了瑞士洛桑联邦理工学院FelixNaef研究员和FrédéricGachon研究员的一篇研究论文，论文揭示了500多个肝脏蛋白质，在一天当中它们在肝细胞核内的丰度发生变化，揭示肝脏代谢节律。

　　发生在我们体内的生物过程并不是静态的，相反它们大多数的节奏是由一个内部的、24小时的生物节拍器(称为生物钟)决定的。在每一个昼夜节律周期中，许多生理过程都遵循这个生物钟所策划的振荡波，使它们能够适应和预测身体在一天当中某个给定时间点上的需求。

　　新陈代谢的这种调节与“我们的基因如何产生蛋白质”有关。许多基因通过调整它们产生蛋白质的速率，遵循我们的生物钟，并且，知道哪些基因这样做，将有助于我们了解代谢在一天的过程中如何变化。不幸的是，即使十多年前人类基因组已被绘制出来，调查“基因如何在一个时间依赖性的规模上控制蛋白质的生产”仍然是困难的，主要是因为在一个细胞中存在的蛋白质的绝对数量。

　　研究称对于时间依赖性代谢的理解，获得了突破性的进展。只使用肝脏细胞的细胞核，科学家们确定了5000种蛋白质，其中500多个蛋白质在昼夜周期中受到影响，更具体地说，这些蛋白质在一天的过程中进入和离开细胞核。此外，他们发现，关键的细胞功能——如DNA修复、核糖体合成、细胞周期和染色体调控(多倍体)，也受到昼夜调节的影响。

　　为了抵消蛋白质组的巨大复杂性，研究人员只集中在细胞的细胞核，而不是整个细胞。细胞核是产生蛋白质的地方，然后蛋白质被运输到细胞周围的不同位置。因此，细胞核对环境和生化信号是非常敏感的，并可能通过控制蛋白质的生产将这些转化为分子反应。

　　科学家们利用生物化学技术，从有/没有功能性生物钟的小鼠获取肝细胞，并分离出细胞核。在分离细胞核后，他们从中提取所有的蛋白质，并用质谱进行分析。通过这样做，他们能够对“昼夜周期对肝细胞核中的蛋白质积累有何影响”有一个全面的了解。

　　FelixNaef说：“然而，许多研究针对的是静态的生理功能，我们的时间方法，让我们前所未有地了解到，在一天的时间内代谢是如何循环的。我们惊讶的发现，肝脏内的细胞核功能非常普遍地受到昼夜节律的影响。”

　　FrédéricGachon称：“这项研究还表明，这种定量蛋白质组学方法，是系统分析细胞功能的一个很好工具。用传统的蛋白质组学技术，这将是不可能实现的。