Kак тялото превръща храната в гориво
Във всеки един миг клетките в тялото ни извършват комплициран танц сред атоми и молекули, които употребяват сила за основаване, разпределение и потребление на веществата, от които зависи животът ни.
И това не е единствено в нашите тела: всички животни извършват този танц на обмяната на веществата и се оказва, че нито едно от тях не го прави по един и същи метод.
В ново проучване, оповестено в Science Advances, група учени проучват характерни въглеродни атоми в аминокиселините – градивните детайли на протеините – с цел да открият отличителни отпечатъци на метаболизма на другите типове.
Тези отпечатъци разкриват по какъв начин другите същества дават отговор на условията за оцеляване, напредък и размножаване – и оферират напълно нов метод за схващане на метаболизма в невиждани детайлности.
Групата създава нов метод за проучване на метаболизма, който разкрива доста повече детайлности от предходните способи. Той преглежда изотопите в аминокиселините – изотопите са разновидности на еднакъв химичен детайл с разнообразни маси. Например най-разпространеният тип въглерод е въглерод-12, само че има и изотоп, наименуван въглерод-13, който е малко по-тежък. Може да се мери съотношението сред тежките и леките изотопи в биологични молекули, като да вземем за пример протеини, с цел да се научи повече за организма, който ги е създал.
Традиционно учените проучват общото съответствие на изотопите в целия протеин. Това може да разкрие известна информация, изключително за това с какви неща се храни животното. Но това е все едно да се усредни цялото изображение на монитора в един пиксел – губи се голямо количество подробна информация.
Наскоро учените съумяха да измерят изотопите във всяка от 20-те обособени аминокиселини, от които се състоят протеините. Това е все едно да разполагате с 20 светлинни точки – по-добре, само че към момента няма доста подробност.
Новият способ обаче стига още по-далеч, като мери изотопите в избран въглероден атом на всяка аминокиселина. Това е като да виждаме всеки пиксел в телевизионното изображение – което дава необикновено подробна информация за метаболизма.
Използва се химикал, наименуван нинхидрин, с цел да се отреже и изолира стремежи въглероден атом от всяка аминокиселина. След това тези въглеродни атоми – от доста метаболитно дейната част на аминокиселината, наречена карбоксилна група – се пускат през машина, наречена масспектрометър, с цел да се разчетат техните изотопни отпечатъци.
Това проучване в действителност стартира преди повече от десетилетие и в този момент е взаимен план сред университета „ Грифит “ и здравната работа в Куинсланд. През 2018 година, дружно с сътрудници от Япония, учените съумяват да показват, че в действителност може да се употребява нихидрин, с цел да се изолира мечтаните въглеродни атоми от аминокиселините.
Следващият стадий е да се комбинира тази техника с развой, наименуван високоефективна течна хроматография, който може да раздели другите типове аминокиселини.
През 2019 година те рапортуват за характерен по позиция изотопен разбор на няколко разнообразни бозайника, при който е открито, че може да се разграничи явен метаболитен „ пръстов отпечатък “ на всеки бозайник.
В последната работа на екипа той тества по-широк кръг животни, в това число стриди, миди, скариди, калмари и риба. Така открива, че моделите на изотопите в аминокиселините могат да бъдат проследени до биохимията на митохондриите – дребните енергийни централи в клетките на всички животни и растения, както и на доста други организми.
Например възрастните бозайници употребяват мазнини, с цел да контролират температурата си, до момента в който възрастните скариди употребяват личните си белтъци, с цел да основат мазнините, от които се нуждаят за размножаване.
Установява се също, че изследваните хора показват доста уравновесен метаболизъм в устойчиво положение, което може би не е изненадващо, като се има поради като цяло стабилната и питателна диета, която одобряват по време на теста. Интересно е, че това е много сходно с резултатите в теста със стриди.
В тази работа са изследвани лица с общо взето естествен метаболизъм. В бъдеще може да се създадат проучвания на групи с необикновен метаболизъм, като да вземем за пример хора с рак, затлъстяване и булимия.
