《基於代謝組學方法的枯草芽孢桿菌代謝網路系統分析》是依託浙江大學，由袁潔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於代謝組學方法的枯草芽孢桿菌代謝網路系統分析
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：袁潔
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
各種小分子代謝物和連線它們的代謝反應構成了生物體不可或缺的代謝網路。對代謝網路系統、定量的研究將有助於我們更深入、整體的理解生命系統。枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的芽孢及其萌發生長為定量研究生命體如何通過代謝網路運行和調控來支持重要生命過程的能量、物質需要提供了理想的切入點。而基於色質聯用技術的代謝組學方法為系統水平的代謝網路定量研究提供了技術支撐，因此本項目申請 (1)建立基於色質聯用技術的代謝組分析平台 (2)對B. subtilis芽孢萌發和生長過程進行代謝組學研究。本項目建立的分析平台將能夠廣泛用於代謝組成分的分析，獲得的數據將幫助我們理解代謝網路的運行和調控規律，並可以在將來用於代謝網路計算機模型的構建。而考慮到B. subtilis的芽孢形成和萌發與高等生物細胞分化和發育有相當的相似性以及其近親炭疽菌的生化威脅性，本項目取得的研究結果將具有廣泛意義。
結題摘要
代謝網路支撐著生物體內各種物質和能量轉換， 對於任何生物來說都不可或缺。對代謝網路系統、定量的研究將有助於我們更深入、整體的理解生命系統。雖然對“近穩態”情況和環境擾動下代謝網路的變化已經有一些數量的研究，但是代謝網路在重要的生命過程中如何運行和調控仍有待進一步擴展探索。枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的芽孢及其萌發生長為定量研究生命體如何通過代謝網路運行和調控來支持重要生命過程的能量、物質需要提供了理想的切入點，而基於色質聯用技術的代謝組學方法為系統水平的代謝網路定量研究提供了技術支撐。因此本項目通過考察極性色譜柱、混合模式色譜柱，及使用離子對試劑的IP-RPLC/MS技術，使用代謝物標準物純品建立了本地譜庫和代謝組分析平台，能夠支持130多種代謝物的常規分析。本項目還通過考察多種B. subtilis芽孢製備、破碎、萌發和生長的處理方法，建立了有效、易行的實驗處理程式，並以B. subtilis為生物模型，測定了其營養細胞及芽孢中的代謝組成分及濃度，並考察了芽孢萌發過程中的代謝組變化。本項目獲得的數據顯示B. subtilis的芽孢中含有相當數量和濃度的小分子代謝物，雖然遠少於營養細胞，但也不同於此前一直認為的幾乎沒有小分子。且代謝物濃度在新形成的芽孢中還觀察到會隨時間發生變化。對於芽孢萌發過程中觀察到的代謝組分析顯示在芽孢開始萌發的早期其通透性就發生了較大的變化，使得外界碳源能夠進入其中並進入糖酵解、三羧酸循環等能量代謝核心途徑，而芽孢內蛋白的降解是重要的胺基酸來源。本項目獲得的數據和據此構建的代謝網路模型有助於我們理解代謝網路的運行和調控規律。而實驗當中觀察到的芽孢內代謝組的變化，以及芽孢萌發過程中體現的隨機現象也為後續研究提供了值得進一步探索的方向。而考慮到B. subtilis的芽孢形成和萌發與高等生物細胞分化和發育有相當的相似性以及其近親炭疽菌的生化威脅性，本目取得的研究結果將具有廣泛意義。
