Un studiu efectuat pe muștele fructelor a constatat că modificările în câteva molecule mici implicate în metabolismul unei celule indică dacă o dietă restricționată de „extindere a vieții” se va extinde, se va scurta sau nu va avea niciun efect asupra duratei de viață.

răspunde

Descoperirile sugerează că analiza nivelului de molecule mici din celule, o abordare numită metabolomică, ne poate ajuta să înțelegem modul în care dietele cu restricții calorice afectează îmbătrânirea și modul în care genele, mediul și alți factori influențează răspunsul unui individ la restricția calorică.

"Dacă putem folosi metabolomul pentru a înțelege variația în ceva la fel de complex ca extinderea duratei de viață, ar trebui să putem să-l folosim pentru a înțelege multe alte diferențe pe care le vedem între populații", a declarat Kelly Jin, un biolog computațional în patologie la Universitatea din Washington . (UW) Facultatea de Medicină. Ea a fost autorul principal al noului studiu.

Metabolismul unei celule implică reacții chimice de bază care apar pentru ca celula să se dezvolte, să supraviețuiască și să prolifereze. Moleculele mici care participă și sunt generate de aceste reacții sunt numite metaboliți. Metaboliții includ lucruri cum ar fi aminoacizii care sunt elementele de bază pentru proteine, zaharuri și grăsimi care sunt defalcate pentru a genera energie și produsele acestor reacții. Colectiv, aceste molecule alcătuiesc metabolomul.

În noul studiu, cercetătorii UW au colaborat cu colaboratorii de la Buck Institute for Research on Aging și alții pentru a înțelege cum dietele cu restricții calorice pot prelungi viața în diferite tulpini de muște.

Astfel de diete pot prelungi durata de viață, conform studiilor anterioare ale diferitelor specii, inclusiv drojdie, viermi, muște de fructe și șoareci. Deși dietele cu conținut scăzut de calorii nu s-au dovedit a prelungi viața oamenilor, s-a dovedit că cauzează pierderea în greutate și îmbunătățesc factori de risc de boală precum hipertensiunea arterială și creșterea glicemiei și a colesterolului.

Efectele acestor diete nu sunt însă uniforme. O tulpină de muște de fructe cu un anumit machiaj genetic sau genotip ar putea vedea o durată de viață crescută, în timp ce o tulpină cu alt genotip ar putea să nu aibă niciun efect sau chiar o scădere a duratei de viață.

În mod clar, diferențele genetice dintre tulpini joacă un rol, dar discernerea diferențelor genetice importante este dificilă: o muscă a fructelor are aproximativ 14.000 de gene, dintre care multe pot influența durata de viață.

Metabolomul unei celule, pe de altă parte, distilează variația proceselor complexe din amonte, cum ar fi expresia genelor, transcrierea genei și sinteza proteinelor, a declarat Daniel Promislow, autorul principal al lucrării. Este profesor de patologie al UW School of Medicine și profesor de biologie la UW College of Arts & Sciences.

Interacțiunea complexă a acestor factori și factori din mediu ajunge să fie filtrată la un număr mult mai mic de metaboliți, care sunt mai ușor de măsurat și mai aproape de trăsătura pe care o studiați ", a spus Promislow.

Cercetătorii UW au comparat nivelurile a 105 metaboliți în muștele fructelor de la 178 de tulpini, care au fost hrăniți cu o dietă normală sau o dietă restricționată. Ei au analizat dacă a existat o relație între dietele muștelor, nivelurile lor de metaboliți și modificările duratei lor de viață.

Restrictiile dietetice au remodelat dramatic metabolomul in moduri consistente in toate cele 178 de genotipuri de muste de fructe, a spus Jin. Acestea au inclus niveluri ale unor aminoacizi cheie utilizați în sinteza proteinelor, precum și a metaboliților implicați în calea alfa-cetoglutarat/glutamină, un proces implicat în generarea de energie, printre altele.

Analiza genetică a reușit să identifice o singură genă asociată în mod clar cu răspunsul duratei vieții muștelor fructelor la restricția dietei. Așadar, cercetătorii au folosit un nou instrument statistic, numit analiza rețelei, pentru a lega metaboliții de modificările duratei de viață și apoi au căutat gene legate de acești metaboliți.

Prin această abordare, au identificat mai multe gene care păreau să joace un rol, inclusiv o variantă a unei gene numită CCHa2-R care codifică un receptor neuropeptidic găsit în creier și intestin și care este implicat în detectarea nutrienților și în răspunsul la sațietate.

Descoperirile noastre arată cum studierea metabolomului unui organism nu numai că poate ajuta la dezvăluirea variației genetice din spatele trăsăturilor complexe, ci și la explicarea mecanismelor care stau la baza variației observate în aceste trăsături, a spus Jin.