由东京大学的森田圭吾和黑田新弥领导的研究人员发现，尽管分子网络没有明显的结构破坏，但肥胖小鼠在适应饥饿时的代谢会出现暂时的中断。这是一个突破性的发现，因为包括生物学的时间维度在内的研究一直是出了名的费力，而且从大数据中提取系统的见解一直很困难。因此，这项研究为进一步研究更一般的代谢过程铺平了道路，例如食物摄入和疾病进展。研究结果发表在《科学信号》杂志上。

生物需要不断地从“食物”中提取能量，并将其分配到体内以维持生命，也就是说，保持它们的新陈代谢运转，使它们的身体处于一个被称为“体内平衡”的最佳范围。饥饿是对这个系统最严重的破坏之一。在适应饥饿时，在新陈代谢中起核心作用的肝脏不仅协调哪些分子需要采取行动，还协调分子何时需要采取行动。

“细胞内的分子形成了一个大网络，”首席研究员黑田说，“其中包含少量调节许多代谢反应的分子，称为枢纽分子。”然而，由于缺乏饥饿期间全面的时间序列数据，对肝脏中分子时间协调的系统理解一直难以捉摸。”

研究人员通过比较健康小鼠和肥胖小鼠的肝脏来填补这一空白。他们的测量结果显示，健康和肥胖肝细胞的中枢分子存在明显差异。前者含有能量相关分子ATP和AMP，而后者不含。中枢分子之间如此明显的差异可能在结构上破坏了分子网络。然而，研究人员并没有发现这种干扰，所以他们研究了时间维度。

“我们全面测量了各种分子的时间过程，”Kuroda说，“发现健康肝脏中的中枢分子比其他分子对饥饿的反应更快。”这表明在饥饿期间，健康肝脏中的分子网络具有良好控制的时间顺序。另一方面，这种协调在肥胖小鼠的肝脏中消失了。”

换句话说，即使饥饿期间的分子网络结构保持强健，它也会暂时变得容易受到肥胖的影响。导致这一发现的方法，结合了细胞内分子网络的结构和时间分析，可以应用于其他研究，包括来自多个“基因组”（如基因组或微生物组）的数据集，为进一步的研究开辟了道路。Kuroda描述了他们的下一个项目。

“我们的方法成功地描述了全球对饥饿的适应情况，这是一种复杂的生物现象。我们希望将我们对饥饿期间代谢网络的见解推广到食物摄入或疾病进展期间的代谢网络。”

Structural robustness and temporal vulnerability of the starvation-responsive metabolic network in healthy and obese mouse liver