Az élet meghosszabbítása érdekében a gyümölcslegyek étrendre adott válaszának előkészítése - archid
A sejtek anyagcseréjében részt vevő kis molekulák némelyikének változásai azt jelzik, hogy a korlátozott "életet meghosszabbító étrend" valóban meghosszabbítja-e, lerövidíti-e vagy nincs-e hatással az élettartamra.
Az eredmények arra engednek következtetni, hogy a kis molekulák szintjének elemzése a sejtekben, amely a metabolomika néven ismert megközelítés, segíthet megérteni, hogy a csökkentett kalóriatartalmú étrend hogyan befolyásolja az öregedést, és hogy a gének, a környezet és egyéb tényezők hogyan befolyásolják az egyén válaszát a kalória korlátozásra befolyás.
Kelly Jin és az új tanulmány vezető szerzője Daniel Promislow volt.
"Ha az anyagcserét felhasználhatjuk olyan összetett változatok megértésére, mint az élettartam meghosszabbítása, akkor képesnek kell lennünk arra, hogy megértsük a sok más különbséget, amelyet a populációk között tapasztalunk" - mondta Kelly Jin, a számítási patológia biológusa a Washingtoni Egyetem (UW) Orvostudományi Karán. Ő volt az új tanulmány vezető szerzője.
A kutatási cikk a PLOS Genetics július 9-i számában jelent meg.
A sejt anyagcseréje alapvető kémiai reakciókat tartalmaz, amelyek a sejt fejlődése, túlélése és szaporodása érdekében fordulnak elő. Azokat a kis molekulákat, amelyek részt vesznek és előállítanak ezekben a reakciókban, metabolitoknak nevezzük. A metabolitok közé tartoznak például az aminosavak, amelyek az energiatermelés céljából lebontott fehérjék, cukrok és zsírok építőkövei, valamint e reakciók termékei. Ezek a molekulák együtt alkotják az anyagcserét.
Az új tanulmányban az UW kutatói a Buck Institute for Aging Research munkatársaival és másokkal dolgoztak annak megértésében, hogy az alacsony kalóriatartalmú étrend meghosszabbíthatja-e az életet a legyek különböző törzsei esetében.
Az ilyen étrendek - a különféle fajok, köztük az élesztő, a férgek, a gyümölcslegyek és az egerek - korábbi tanulmányai szerint növelhetik az élettartamot. Bár az alacsony kalóriatartalmú étrend nem bizonyítottan meghosszabbítja az emberek életét, kimutatták, hogy fogyást okoznak és javítják a betegség kockázati tényezőit, például a magas vérnyomást, a magas vércukorszintet és a koleszterint.
Ezen étrendek hatása azonban nem egységes. Egy adott genetikai felépítésű vagy genotípusú gyümölcslegy-törzs élettartama hosszabb lehet, míg egy másik genotípussal rendelkező törzsnek nincs hatása vagy akár csökken az élettartama.
Természetesen a törzsek közötti genetikai különbségek szerepet játszanak, de nehéz megérteni, hogy mely genetikai különbségek fontosak: A gyümölcslégynek körülbelül 14 000 génje van, amelyek közül sok valószínűleg befolyásolja az élettartamot.
Michael McCarthy/Az UW gyógyszerért
Egy sejt metabolomja viszont lepárolja a komplex upstream folyamatok variációit, például a génexpressziót, a génátírást és a fehérjeszintézist - mondta Daniel Promislow, a tanulmány vezető szerzője. UW patológia és biológia professzor.
Ezeknek a tényezőknek és a környezeti tényezőknek az összetett kölcsönhatása sokkal kisebb számú metabolitra szűrődik le, amelyek könnyebben mérhetők és közelebb állnak az Ön által vizsgált tulajdonsághoz ”- mondta Promislow.
Az UW kutatói összehasonlították a normál vagy korlátozott étrendet tápláló 178 törzs gyümölcslegyének 105 metabolitjának szintjét. Elemezték, hogy van-e összefüggés a legyek étrendje, metabolitszintje és élettartamuk változásai között.
"Az étrendi korlátozások drámai módon alakították át az anyagcserét a 178 gyümölcslégy mind a genotípusában" - mondta Jin. Ezek között szerepelt néhány fontos aminosav, amelyet a fehérjék szintézisében használnak, valamint olyan metabolitok, amelyek részt vesznek az alfa-ketoglutarát/glutamin útvonalban, amely folyamat többek között az energiatermelésben vesz részt.
A genetikai elemzés csak egy olyan gént tudott azonosítani, amely egyértelműen összefügg a gyümölcslegyek élettartamával az étrend korlátozásával. Tehát a kutatók egy új statisztikai eszközt, hálózati elemzést használtak, hogy összekapcsolják a metabolitokat az élettartam változásával, majd ezekhez a metabolitokhoz kapcsolódó géneket kerestek.
Ezt a megközelítést alkalmazva több olyan gént azonosítottak, amelyek szerepet játszottak, köztük a CCHa2-R nevű gén variánsát, amely az agyban és a bélben található neuropeptid receptorokat kódolja, és részt vesz a tápanyagok és a jóllakottság reakciójának mérésében.
"Eredményeink azt mutatják, hogy egy szervezet metabolomjának vizsgálata nemcsak segíthet feltárni a komplex tulajdonságok mögött rejlő genetikai variációkat, hanem megmagyarázza az említett tulajdonságok variációjának hátterében álló mechanizmusokat is" - mondta Jin.
Ezt a munkát az Országos Egészségügyi Intézetek és az Országos Öregedési Intézet (AG000057, AG052299, AG045835, AG045835, R01 GM087432), az Országos Általános Orvostudományi Intézet (GM114029), az Amerikai Szövetség Nemzeti Tudományos Alapítványa (DMS1561814) támogatta. az öregedés kutatásának és a Larry L. Hillblom Alapítványnak.