编辑推荐：
为明确果蝇中 O-GlcNAcylation 修饰位点及功能，研究人员采用化学酶标记策略开展研究。他们鉴定出 2196 个明确位点和 1308 个修饰蛋白，发现 sxc/Ogt 敲低和高糖饮食会改变相关蛋白修饰水平，为研究果蝇 O-GlcNAc 生物学提供资源。
在生命科学的微观世界里，果蝇（
Drosophila melanogaster）虽小，却蕴含着巨大的科研价值。它作为经典的模式生物，凭借着短生命周期、简单遗传结构以及与哺乳动物高度保守的基因组，成为了众多生物学家探索遗传、发育和神经生物学奥秘的得力助手。在蛋白质的世界中，有一种名为 O-GlcNAcylation（O-GlcNAc 修饰）的特殊 “装饰” 引起了科学家们的关注。这是一种在细胞内蛋白质上普遍存在的糖基化修饰，就像给蛋白质穿上了一件特殊的 “外衣”。O-GlcNAc 转移酶（OGT，在果蝇中由
super sex combs（
sxc）基因编码）负责给蛋白质加上这层 “装饰”，而 O-GlcNAcase（OGA）则负责 “脱下” 它。
O-GlcNAc 修饰可不是简单的装饰，它在细胞的各种活动中发挥着关键作用。在果蝇的发育进程里，O-GlcNAc 修饰更是至关重要。一旦 O-GlcNAc 修饰的平衡被打破，比如 OGT 或 OGA 的功能出现异常，果蝇的早期胚胎发育就会陷入混乱，甚至导致胚胎死亡。而且，它还和胰岛素信号传导、代谢调控紧密相连，影响着果蝇的体型大小和体内的碳水化合物浓度。尽管科学家们已经知道 O-GlcNAc 修饰很重要，但还有一个关键问题没有解决：在果蝇的蛋白质组层面，O-GlcNAc 修饰究竟发生在哪些具体的位点上呢？这个问题就像寻找隐藏在蛋白质世界里的宝藏地图，一旦解开，将为深入理解果蝇的生物学功能和疾病机制打开新的大门。
为了攻克这个难题，来自未知研究机构的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Bioorganic》杂志上，为这个领域带来了新的曙光。
研究人员主要运用了化学酶标记策略来开展研究。在实验过程中，他们使用成年果蝇作为实验样本，通过在果蝇的食物中添加特定物质，如 10 mM N-azidoacetylgalactosamine（GalNAz）进行代谢标记；同时设置不同饮食处理组，如高糖饮食（HSD）组和正常饮食（NSD）组。此外，还利用 RNA 干扰（RNAi）技术对特定基因进行调控。
结果与讨论
研究人员首先评估了标记 O-GlcNAc 的方法。由于代谢聚糖标记（MGL）策略在其他生物中成功用于鉴定 O-GlcNAc 修饰位点，他们尝试在果蝇中用 GalNAz 建立 O-GlcNAc 的代谢标记。给成年果蝇喂食 10 mM GalNAz 3 天后进行后续反应。
经过一系列复杂而精细的实验操作，研究人员取得了丰硕的成果。他们成功鉴定出了 2196 个明确无误的 O-GlcNAc 修饰位点，还有 1703 个存在一定不确定性的位点，这些位点分属于 1308 个蛋白质。这就像是绘制了一张详细的 “藏宝图”，让科学家们第一次如此全面地看清了果蝇中 O-GlcNAc 修饰位点的分布情况。
接着，研究人员利用同位素可裂解标记策略，对果蝇 GABA 能神经元中 sxc/Ogt 基因敲低（knockdown）后的 O-GlcNAc 修饰进行定量分析。结果发现，一些与肌肉发育相关的蛋白质的 O-GlcNAc 修饰水平下降了。这一结果与 sxc/Ogt 基因 RNA 干扰（RNAi）果蝇中观察到的表型缺陷相吻合，进一步揭示了 O-GlcNAc 修饰在肌肉发育过程中的重要作用。
此外，研究人员还探究了高糖饮食对果蝇 O-GlcNAc 修饰的影响。他们发现，高糖饮食会导致一些与肥胖和神经系统疾病相关的蛋白质的 O-GlcNAc 修饰水平发生改变，比如 Hex-A 和 Ankyrin 2 等蛋白质。这一发现为研究饮食与疾病之间的关系提供了新的视角，暗示着 O-GlcNAc 修饰可能在这些疾病的发生发展过程中扮演着重要角色。
研究结论
这项研究成功地运用基于 Y289L GalT1 的化学酶标记方法，绘制出了果蝇 O-GlcNAc 修饰位点的首张全面图谱。鉴定出的大量修饰位点和修饰蛋白，为深入研究果蝇中 O-GlcNAc 修饰参与的生物学过程提供了丰富的资源。这些蛋白质广泛参与了果蝇的关键生物学过程，从胚胎发育到代谢调控，从肌肉发育到应对外界环境变化。而且，研究中发现的 sxc/Ogt 基因敲低和高糖饮食对 O-GlcNAc 修饰水平的影响，为进一步理解基因功能、饮食与疾病的关系提供了重要线索。这不仅有助于揭示果蝇生物学的奥秘，还可能为人类相关疾病的研究和治疗提供新的思路和靶点，在生命科学和健康医学领域具有重要的意义。
