代谢反应在生命活动中扮演着至关重要的角色，它们涉及营养吸收、能量产生、废物处理以及细胞构建块（如蛋白质、脂质和核酸）的合成。大约20%的蛋白质编码基因专门用于代谢，包括编码小分子转运体和酶的基因。然而，尽管经过数十年的研究，许多代谢基因仍然缺乏已知的分子底物，这一挑战部分源于蛋白质在结构和功能上的巨大多样性。
为了应对这一挑战，洛克菲勒大学、范德比尔特大学医学中心和范德比尔特大学的一个多学科研究团队共同开发了一个名为GeneMAP（基因-代谢物关联预测）的发现平台。该平台利用基因表达的遗传模型，并量化了基因介导的代谢物遗传控制，旨在发现孤儿转运蛋白和酶的功能，即那些具有未知底物的蛋白质。
研究人员通过GeneMAP平台，利用两个独立的大规模人类代谢组全基因组/全转录组关联研究的数据集，进行了广泛的计算机验证研究。他们成功地识别了已知的基因-代谢物关联，并发现了新的关联。在此基础上，他们进一步通过实验验证，确定了SLC25A48基因为线粒体胆碱转运所必需。
SLC25A48是一种线粒体转运蛋白，之前并未确定其转运底物。胆碱是一种用于多种代谢反应和细胞膜脂质合成的必需营养素。研究人员通过放射性线粒体胆碱摄取测定和同位素示踪实验证明，SLC25A48的缺失会损害线粒体胆碱的转运和胆碱下游代谢物甜菜碱的合成。这表明SLC25A48不仅是血浆胆碱水平的遗传决定因素，而且是线粒体胆碱输入所必需的，并在哺乳动物细胞中甜菜碱从头合成的过程中起关键作用。
这项研究令人兴奋的地方在于其跨学科性——将基因组学和代谢学结合起来，以确定长期寻求的线粒体胆碱转运蛋白。研究人员认为，他们的方法不仅可以帮助识别一系列酶和转运体的底物，使这些代谢蛋白“去孤儿化”，还可能为理解疾病的根本基础以及治疗方法的发展开辟新的途径。