Technology Org

Tudományos és technológiai hírek

Úgy tűnik, hogy a sejtek anyagcseréjében részt vevő néhány kis molekula változása azt jelzi, hogy a korlátozott „élet meghosszabbítású” étrend valóban meghosszabbítja-e, lerövidíti-e vagy nem befolyásolja-e az élettartamot - derült ki egy gyümölcslégy tanulmányából.

Az eredmények azt sugallják, hogy a kis molekulák szintjének elemzése a sejtekben, az úgynevezett metabolomika, segíthet megérteni, hogy a kalóriadús étrend hogyan befolyásolja az öregedést, és hogy a gének, a környezet és egyéb tényezők hogyan befolyásolják az egyén válaszát a kalória korlátozásra.

A kutatók azon dolgoztak, hogy megértsék, hogyan korlátozhatja a kalóriatartalmú étrend a gyümölcslégy életét. Kép jóváírása: Alice C. Gray/Az UW Medicine számára

"Ha felhasználhatjuk az anyagcserét a változások megértésére olyan összetett dolgokban, mint az élettartam meghosszabbítása, akkor képesnek kell lennünk arra, hogy megértsük a sok más különbséget, amelyet a populációk között tapasztalunk" - mondta Kelly Jin, a washingtoni egyetem patológiai számítástechnikai biológusa (UW) Orvostudományi Kar. Ő volt az új tanulmány vezető szerzője.

A kutatási cikk a PLOS Genetics kiadásában jelent meg.

A sejt anyagcseréje alapvető kémiai reakciókat foglal magában, amelyek a sejt fejlődése, túlélése és szaporodása érdekében fordulnak elő. Azokat a kismolekulákat, amelyek részt vesznek és generálódnak ezekben a reakciókban, metabolitoknak nevezzük. A metabolitok közé tartoznak az aminosavak, amelyek az energiatermelés céljából lebontott fehérjék, cukrok és zsírok építőkövei, valamint e reakciók termékei. Ezek a molekulák együttesen alkotják az anyagcserét.

Illusztráció: Michael McCarthy/For UW Medicine

Az új tanulmányban az UW kutatói a Buck Institute for Aging Research munkatársaival és másokkal dolgoztak annak megértésében, hogy a kalóriadús diéták hogyan hosszabbíthatják meg az életet a legyek különböző törzseiben.

Az ilyen étrendek meghosszabbíthatják az élettartamot, a különféle fajokra vonatkozó korábbi vizsgálatok szerint, beleértve az élesztőt, férgeket, gyümölcslegyeket és egereket. Bár az alacsony kalóriatartalmú étrend nem bizonyítja, hogy meghosszabbítja az emberek életét, kimutatták, hogy súlycsökkenést okoznak és javítják az olyan betegség-kockázati tényezőket, mint a magas vérnyomás, valamint az emelkedett vércukor- és koleszterinszint.

Ezen étrendek hatása azonban nem egységes. Az egy adott genetikai összetételű vagy genotípusú gyümölcslegyek törzsének megnövekedett élettartama lehet, míg egy másik genotípusú törzsnek nincs hatása vagy akár csökken az élettartama.

Nyilvánvaló, hogy a törzsek közötti genetikai különbségek szerepet játszanak, de nehéz megkülönböztetni, hogy mely genetikai különbségek fontosak: A gyümölcslégynek körülbelül 14 000 génje van, amelyek közül sok valószínűleg befolyásolja az élettartamot.

A sejt metabolomja viszont lepárolja a komplex upstream folyamatok variációit, például a génexpressziót, a génátírást és a fehérjeszintézist - mondta Daniel Promislow, a cikk vezető szerzője. UW patológia és biológia professzor.

Ezen tényezők és a környezeti tényezők összetett kölcsönhatása végül sokkal kisebb számú metabolitra szűrődik le, amelyek mérése egyszerűbb és közelebb áll az Ön által vizsgált tulajdonsághoz ”- mondta Promislow.

Az UW kutatói összehasonlították a 178 törzsből származó gyümölcslegyek 105 metabolitjának szintjét, amelyeket normál étrenddel vagy korlátozott étrenddel tápláltak. Elemezték, hogy van-e összefüggés a legyek étrendje, anyagcseretermékeik szintje és az életük során bekövetkezett változások között.

"Az étrendi korlátozás drámai módon átalakította az anyagcserét, konzisztens módon, mind a 178 gyümölcslégy genotípusban" - mondta Jin. Ide tartoztak a fehérjék szintézisében használt kulcsfontosságú aminosavak, valamint az alfa-ketoglutarát/glutamin útvonalban szerepet játszó metabolitok, többek között az energiatermelés folyamatának szintje.

A genetikai elemzés csak egyetlen gént volt képes azonosítani, amely egyértelműen összefügg a gyümölcslegyek étrend-korlátozással kapcsolatos élettartamával. Tehát a kutatók egy új statisztikai eszközt, hálózati elemzést neveztek el, hogy összekapcsolják a metabolitokat az élettartam változásával, majd ezekhez a metabolitokhoz kapcsolódó géneket kerestek.

Ezzel a megközelítéssel több olyan gént azonosítottak, amelyek szerepet játszottak, köztük a CCHa2-R nevű gén egyik változatát, amely az agyban és a bélben található neuropeptid receptorokat kódolja, és amely részt vesz a tápanyagok érzékelésében és a jóllakottság reakciójában.

"Megállapításaink azt mutatják, hogy egy organizmus metabolomjának vizsgálata nemcsak segíthet feltárni a komplex tulajdonságok mögött rejlő genetikai variációkat, hanem segít megmagyarázni azokat a mechanizmusokat is, amelyek az ezekben a tulajdonságokban tapasztalható variáció alapjául szolgálnak" - mondta Jin.