Príprava reakcie ovocných mušiek na diétu na predĺženie života - archyde
Štúdia zameraná na ovocné mušky naznačuje, že zmeny v niektorých malých molekulách zapojených do metabolizmu buniek naznačujú, či obmedzená „diéta na predĺženie života“ skutočne predlžuje, skracuje alebo nemá žiadny vplyv na život.
Výsledky naznačujú, že analýza hladín malých molekúl v bunkách, prístup známy ako metabolomika, nám môže pomôcť pochopiť, ako diéty s nízkym obsahom kalórií ovplyvňujú starnutie a ako gény, prostredie a ďalšie faktory ovplyvňujú reakciu jednotlivca na obmedzenie kalórií. vplyv.
Kelly Jin bola hlavnou autorkou a Daniel Promislow bol hlavným autorom novej štúdie.
„Ak dokážeme pomocou metabolomu porozumieť variáciám v niečom tak zložitom, ako je predĺženie životnosti, mali by sme byť schopní ho použiť na pochopenie mnohých ďalších rozdielov, ktoré medzi populáciami vidíme,“ uviedla Kelly Jin, vedkyňa v oblasti výpočtovej patológie. na Lekárskej fakulte Univerzity vo Washingtone (UW). Bola vedúcou autorkou novej štúdie.
Výskumný príspevok bol publikovaný v čísle PLOS Genetics z 9. júla.
Metabolizmus bunky zahŕňa základné chemické reakcie, ktoré prebiehajú za účelom vývoja, prežitia a množenia sa bunky. Malé molekuly, ktoré sa podieľajú na týchto reakciách a sú nimi produkované, sa nazývajú metabolity. Medzi metabolity patria napríklad aminokyseliny, ktoré sú stavebnými kameňmi bielkovín, cukrov a tukov, ktoré sa štiepia na výrobu energie, a produktov týchto reakcií. Tieto molekuly spolu tvoria metabolom.
V novej štúdii spolupracovali vedci z UW so zamestnancami Buckovho inštitútu pre výskum starnutia a ďalšími, aby pochopili, ako nízkokalorické diéty môžu predĺžiť životnosť rôznych kmeňov múch.
Takéto diéty môžu podľa predchádzajúcich štúdií rôznych druhov, vrátane kvasiniek, červov, ovocných mušiek a myší, predlžovať životnosť. Aj keď sa ukázalo, že nízkokalorická diéta nepredlžuje ľuďom život, ukázalo sa, že spôsobujú chudnutie a zlepšujú rizikové faktory chorôb, ako je vysoký krvný tlak a vysoká hladina cukru v krvi a cholesterolu.
Účinky týchto diét však nie sú jednotné. Kmeň ovocných mušiek s konkrétnym genetickým zložením alebo genotypom môže mať dlhšiu životnosť, zatiaľ čo kmeň s iným genotypom nemusí mať žiadne účinky alebo dokonca skrátiť životnosť.
Samozrejme, genetické rozdiely medzi kmeňmi zohrávajú úlohu, ale je ťažké zistiť, ktoré genetické rozdiely sú dôležité: ovocná muška má okolo 14 000 génov, z ktorých mnohé pravdepodobne ovplyvnia životnosť.
Michael McCarthy/Za UW Medicine
Metabolóm bunky, na druhej strane, destiluje variácie v zložitých procesoch proti prúdu, ako je génová expresia, génová transkripcia a syntéza proteínov, uviedol Daniel Promislow, hlavný autor príspevku. Je profesorom UW pre patológiu a biológiu.
Komplexná súhra týchto faktorov a faktorov v prostredí sa filtruje na oveľa menší počet metabolitov, ktoré sa dajú ľahšie merať a sú bližšie k znaku, ktorý študujete, “uviedol Promislow.
Vedci z UW porovnávali hladiny 105 metabolitov v ovocných muškách zo 178 kmeňov kŕmených normálnou alebo obmedzenou stravou. Analyzovali, či existuje súvislosť medzi stravou múch, ich hladinami metabolitov a zmenami v ich životnosti.
„Diétne obmedzenia dramaticky pretvárali metabolom rovnomerne vo všetkých 178 genotypoch ovocných múch,“ uviedol Jin. Patrili k nim niektoré dôležité aminokyseliny, ktoré sa používajú pri syntéze bielkovín, ako aj metabolity, ktoré sa podieľajú na dráhe alfa-ketoglutarát/glutamín, čo je proces, ktorý sa okrem iného podieľa na výrobe energie.
Genetická analýza dokázala identifikovať iba jeden gén, ktorý jednoznačne súvisí s dĺžkou života ovocných mušiek pri obmedzení stravy. Vedci teda použili nový štatistický nástroj s názvom sieťová analýza na spojenie metabolitov so zmenami v životnosti a potom hľadali gény spojené s týmito metabolitmi.
Pomocou tohto prístupu identifikovali niekoľko génov, ktoré podľa všetkého hrajú úlohu, vrátane variantu génu nazývaného CCHa2-R, ktorý kóduje neuropeptidový receptor nachádzajúci sa v mozgu a črevách a podieľa sa na meraní živín a sýtosti.
„Naše výsledky ukazujú, ako štúdium metabolomu organizmu môže nielen pomôcť odhaliť genetické variácie zložitých znakov, ale aj vysvetliť mechanizmy, ktoré sú základom variácie týchto znakov,“ uviedol Jin.
Túto prácu podporili Národné ústavy zdravia a Národný inštitút pre starnutie (AG000057, AG052299, AG045835, AG045835, R01 GM087432), Národný ústav všeobecných lekárskych vied (GM114029), Národná vedecká nadácia (DMS1561814) Americkej federácie. of Aging Research and the Larry L. Hillblom Foundation.