動物能量代謝技術(shù)助力動物遺傳學(xué)研究創(chuàng)新與發(fā)展

      近年來，動物遺傳學(xué)在基因編輯、基因組選擇及復(fù)雜性狀遺傳解析等領(lǐng)域取得突破性進展。與此同時，動物能量代謝監(jiān)測技術(shù)通過多參數(shù)集成系統(tǒng)和定制化代謝倉實現(xiàn)了高精度生理表型量化。二者的結(jié)合正推動遺傳學(xué)研究范式革新：通過整合能量代謝實時數(shù)據(jù)與基因組信息，可深度解析經(jīng)濟性狀的遺傳調(diào)控機制。例如，棉鈴蟲饑餓代謝表型與糖脂代謝通路轉(zhuǎn)錄組的關(guān)聯(lián)研究，以及靈長類運動能耗與肌肉基因表達的協(xié)同分析，均證實該交叉應(yīng)用能揭示基因-代謝表型的因果鏈條，為精準育種和疾病模型構(gòu)建提供新維度支撐。       北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司作為國家高新技術(shù)企業(yè)，深耕生態(tài)、農(nóng)業(yè)、健康領(lǐng)域二十余年。提供動物能量代謝監(jiān)測、魚類運動軌跡監(jiān)測、Thermo-RGB成像分析及多功能高光譜成像等定制化技術(shù)解決方案，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)實驗動物、家畜家禽、昆蟲、魚類等研究領(lǐng)域，助力動物生長發(fā)育、繁殖育種、運動與環(huán)境適應(yīng)等遺傳調(diào)控機制研究。

客戶案例： Nature——針對鳥類飛行能力的能量代謝特異性分子進化機制
      近期易科泰動物能量代謝監(jiān)測技術(shù)方案的使用者——四川大學(xué)華西醫(yī)院高原醫(yī)學(xué)中心鄧成教授團隊在《Nature》雜志發(fā)表了文章"Constitutively active glucagon receptor drives high blood glucose in birds"。文章中針對鳥類（如雞、鸚鵡）、爬行動物（如鬃獅蜥、豹紋守宮）、魚類（斑馬魚）、哺乳動物（小鼠、人）等實驗對象，通過基因編輯和表達載體構(gòu)建，檢測葡萄糖受體（GCGR）在不同實驗對象體內(nèi)的表達情況；同時結(jié)合氧氣消耗（VO₂）、二氧化碳產(chǎn)生（VCO₂）和能量消耗，評估代謝率變化。以分子生物學(xué)與生理生態(tài)學(xué)相結(jié)合的方式探究鳥類高血糖水平的分子機制，特別是葡萄糖受體（GCGR）的組成型活性（Constitutively active）及其在血糖調(diào)節(jié)、脂質(zhì)代謝和代謝率中的作用。       利用腺相關(guān)病毒（AAV）敲低或過表達 GCGR 在鳥類、爬行動物、小鼠肝臟中的表達，同時檢測其代謝率變化，其中GCGR過表達會增加VO₂、VCO₂和能量消耗，敲低則降低。鳥類 GCGR 在肝臟中高表達且具有組成型活性（無需配體即可激活 Gs 信號），通過促進糖異生和糖原分解，維持高血糖水平。不同物種間的實驗差異表明非胎生脊椎動物 GCGR 具有組成型活性，而胎生哺乳動物 GCGR 無此活性。而組成型活性 GCGR 同時能促進脂質(zhì)分解和高代謝率，可為鳥類飛行提供能量支持，這與飛行進化適應(yīng)相關(guān)，體現(xiàn)了鳥類為適應(yīng)飛行而進化出的代謝特化。

SCI TOTAL ENVIRON——高原鼠兔時空變化下的代謝與基因表達差異
      中國科學(xué)院西北高原生物研究所的技術(shù)團隊為驗證海拔和季節(jié)變化對鼠兔產(chǎn)熱能力、腸道微生物組成、宿主轉(zhuǎn)錄組及代謝物的影響并分析腸道微生物與宿主產(chǎn)熱策略的關(guān)聯(lián)機制。針對青藏高原地區(qū)的高原鼠兔，在7個海拔梯度（3118–4761米）分夏季和冬季捕獲鼠兔，測量體重、體溫、靜息代謝率（RMR），并結(jié)合生理生態(tài)學(xué)、基因表達分析、腸道微生物分析和代謝組學(xué)技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析。       文章通過測量氧氣消耗率計算靜息代謝率（RMR），作為評估鼠兔產(chǎn)熱能力的核心指標。其中夏季 RMR 隨海拔升高而增加，表明為適應(yīng)低溫環(huán)境需增強產(chǎn)熱；冬季 RMR 隨海拔升高而降低，反映低溫和食物短缺下的能量保存策略，與甲狀腺激素（T3/T4）和 BAT 活性變化一致。產(chǎn)熱相關(guān)基因（UCP1、DIO2）的表達在夏季隨海拔升高而上調(diào)，在冬季下調(diào)，與生理參數(shù)一致。夏季主要富集氨基酸代謝物（支持產(chǎn)熱），冬季富集肉堿和琥珀酸（能量儲備）等。腸道菌群分析發(fā)現(xiàn)夏季擬桿菌門豐度隨海拔升高而增加，冬季厚壁菌門豐度更高，優(yōu)勢菌屬與氨基酸代謝物正相關(guān)，這可能是通過代謝物（如短鏈脂肪酸）調(diào)節(jié)宿主產(chǎn)熱。

      北京易科泰致力于動物能量代謝監(jiān)測、魚類運動軌跡監(jiān)測、Thermo-RGB成像分析及多功能高光譜成像等生理生態(tài)監(jiān)測設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用推廣，為科研人員提供全面、精準的定制化生理生態(tài)技術(shù)解決方案：

• 模塊式多通道動物能量代謝技術(shù)
• 便攜式動物能量代謝測量技術(shù)
• 魚類呼吸代謝測量系統(tǒng)
• Thermo-RGB成像及動物行為觀測技術(shù)
• 易科泰多功能高光譜成像（反射光譜成像、實驗動物活體熒光成像）技術(shù)

參考資料

• Zhang C, Xiang X, Liu J, et al. Constitutively active glucagon receptor drives high blood glucose in birds[J]. Nature, 2025: 1-3.
• Zhu, Hongjuan, et al. "Differential expression of metabolism-related genes in Plateau Pika (Ochotona curzoniae) at different altitudes on the Qinghai–Tibet Plateau." Frontiers in Genetics 12 (2022): 784811.
• Ren S, Zhang L, Tang X, et al. Temporal and spatial variations in body mass and thermogenic capacity associated with alterations in the gut microbiota and host transcriptome in mammalian herbivores[J]. Science of the Total Environment, 2024, 907: 167776.

      易科泰生態(tài)技術(shù)公司設(shè)有EcoTech®實驗室、能量代謝實驗室、光譜成像實驗室，歡迎合作！
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