Pregătirea răspunsului muștelor fructelor la o dietă pentru a prelungi viața - arhide
Un studiu asupra muștelor fructelor a constatat că modificările unor molecule mici implicate în metabolismul unei celule indică dacă o „dietă de extindere a vieții” restricționată se extinde, se scurtează sau nu are efect asupra duratei de viață.
Rezultatele sugerează că analiza nivelurilor de molecule mici din celule, o abordare cunoscută sub numele de metabolomică, ne poate ajuta să înțelegem modul în care dietele cu calorii reduse afectează îmbătrânirea și modul în care genele, mediul și alți factori influențează răspunsul unui individ la restricția calorică influență.
Kelly Jin a fost autorul principal, iar Daniel Promislow a fost autorul principal al noului studiu.
„Dacă putem folosi metabolomul pentru a înțelege variațiile în ceva la fel de complex ca extinderea duratei de viață, ar trebui să putem să-l folosim pentru a înțelege multe dintre celelalte diferențe pe care le vedem între populații”, a declarat Kelly Jin, biolog în patologia calculului la Facultatea de Medicină a Universității din Washington (UW). Ea a fost autorul principal al noului studiu.
Lucrarea de cercetare a fost publicată în numărul din 9 iulie al PLOS Genetics.
Metabolismul unei celule implică reacții chimice de bază care apar pentru ca celula să se dezvolte, să supraviețuiască și să se înmulțească. Miculele molecule care sunt implicate și produse de aceste reacții sunt numite metaboliți. Metaboliții includ lucruri precum aminoacizii, care sunt elementele de bază ale proteinelor, zaharurilor și grăsimilor care sunt descompuse pentru a produce energie și produsele acestor reacții. Împreună aceste molecule alcătuiesc metabolomul.
În noul studiu, cercetătorii UW au lucrat cu personalul de la Buck Institute for Research on Aging și alții pentru a înțelege cum dietele cu conținut scăzut de calorii pot prelungi durata de viață pentru diferite tulpini de muște.
Astfel de diete, conform studiilor anterioare asupra diferitelor specii, inclusiv drojdie, viermi, muște de fructe și șoareci, pot crește durata de viață. 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 factorii de risc ai bolii, cum ar fi hipertensiunea arterială și creșterea glicemiei și colesterolului.
Cu toate acestea, efectele acestor diete nu sunt uniforme. O tulpină de muște de fructe cu un anumit machiaj genetic sau genotip poate avea o durată de viață mai lungă, în timp ce o tulpină cu un genotip diferit nu poate avea efecte sau chiar o reducere a duratei de viață.
Desigur, diferențele genetice dintre tulpini joacă un rol, dar este dificil de văzut care sunt diferențele genetice importante: o muscă a fructelor are în jur de 14.000 de gene, dintre care multe sunt susceptibile să afecteze durata de viață.
Michael McCarthy/Pentru UW Medicine
Metabolomul unei celule, pe de altă parte, distilează variații ale proceselor complexe din amonte, cum ar fi expresia genelor, transcrierea genei și sinteza proteinelor, a spus Daniel Promislow, autorul principal al lucrării. Este profesor UW pentru patologie și biologie.
Interacțiunea complexă a acestor factori și a factorilor din mediu este 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 din muștele fructelor de la 178 de tulpini hrănite cu o dietă normală sau restricționată. Ei au analizat dacă există o legătură între dieta muștelor, nivelurile lor de metaboliți și modificările duratei lor de viață.
„Restricțiile alimentare au remodelat dramatic metabolomul în mod constant în toate cele 178 de genotipuri ale muștelor fructelor”, a spus Jin. Acestea includ câțiva aminoacizi importanți care sunt utilizați în sinteza proteinelor, precum și metaboliții implicați în calea alfa-cetoglutarat/glutamină, proces implicat în producerea de energie, printre altele.
Analiza genetică ar putea identifica doar o genă care este în mod clar legată de durata de viață a muștelor fructelor, cu o restricție în dietă. Astfel, 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.
Folosind această abordare, au identificat mai multe gene care păreau că joacă un rol, inclusiv o variantă a unei gene numită CCHa2-R, care codifică un receptor neuropeptidic găsit în creier și intestin și este implicat în măsurarea nutrienților și a răspunsului la sațietate.
„Rezultatele noastre arată cum studierea metabolomului unui organism nu numai că poate ajuta la descoperirea variației genetice din spatele trăsăturilor complexe, ci și explică mecanismele care stau la baza variației acestor trăsături”, a spus Jin.
Această lucrare a fost susținută de Institutele Naționale de Sănătate și Institutul Național pentru Îmbătrânire (AG000057, AG052299, AG045835, AG045835, R01 GM087432), Institutul Național de Științe Medicale Generale (GM114029), National Science Foundation (DMS1561814) al Federației Americane of Aging Research și Larry L. Hillblom Foundation.