研究蝙蝠冬眠現象的分子进化机制

本项目立意在于探讨生物冬眠的分子进化机制，所以选用蝙蝠作为模式动物，并以蛋白质组学作为起点技术，比较同一蝙蝠物种在冬眠(torpid stage)与非冬眠(aroused stage)状态下，此物种之蛋白质图谱表现差异，接着以质谱仪鉴定出有差异的蛋白质点，在表现有差异的蛋白质点中选出能作为分子进化分析的目标蛋白质；然后将此蛋白质的基因序列作为设计引物的参考，在不同物种间(能冬眠与不能冬眠物种间)扩增相关基因，进一步用分子进化分析去研究这些基因序列，藉此便能了解此基因，或甚至是一系列基因在冬眠进化过程中所扮演的重要性，本项目的研究目标是用分子进化分析与蛋白质组技术研究蝙蝠冬眠现象的分子进化机制，并且其研究成果有高度的医学应用价值。

有些动物在冬眠时将体内的代谢速率、饮食需求与体温降至极低，借以度过寒冬或食物缺乏的环境。大量研究显示哺乳动物在冬眠过程中有相似的分子机制及代谢规律；然而随物种不同其调控和规律仍存在差异。在前期研究中我们发现有些氮代谢途径在蝙蝠冬眠时展现出独特适应性；研究动物冬眠的分子进化与调控机制，具有一定的医学借鉴意义。. 本项目用学科交叉方法，包含分子进化分析、转录组、蛋白质组、结构模拟与生化实验等来探讨动物冬眠的分子进化与调控机制。我们发现蝙蝠在冬眠时会代谢必需氨基酸，例如苯丙氨酸和酪氨酸。其冬眠时线粒体在大脑中扮演重要的能量调控角色，并启动各种抗氧化机制来保护大脑不受损伤；同时在大脑皮层表达高量的甜菜碱-同型半胱氨酸S-甲基转移酶来代谢脑血管与神经退行疾病的危险因子(同型半胱氨酸)。转录组实验数据指出马铁菊头蝠在冬眠期间，使用多种方法来保护大脑神经元不受损伤。这些发现为哺乳动物中翼手目的冬眠机制提供较全面的诠释。我们期盼在未来有机会继续研究动物冬眠的分子机制，为转化医学提供一点理论的依据。. 本研究项目直接资助的SCI已发表论文三篇（影响因子总和约12），申请人作为参与作者之论文发表一篇，还有六篇论文已经写上项目资助号，分别有一篇再审、两篇接近完稿、三篇在补足实验数据。总期刊论文发表数目能够顺利达到项目最初申请填写的SCI论文目标5~8篇，影响因子总应能高于30，培养硕博士研究生共4位，也达到初始设定目标。