جزییات بیشتری از فرآیند‌های شیمیایی درون بدن کشف شد

به گزارش مجله خبری نگار،در تحقیق جدیدی محققان اتم‌های کربن خاص موجود در اسید‌های آمینه را برای کشف اثر متمایز از متابولیسم گونه‌های مختلف تجزیه و تحلیل کردند. این اثر نشان می‌دهد که چگونه موجودات مختلف نیاز‌های بقا، رشد و تولیدمثل را برآورده کرده و راه کاملا جدیدی برای درک متابولیسم با جزئیات بی‌سابقه ارائه می‌دهند.

جیمز کارتر (James Carter) پژوهشگر این مطالعات از دانشگاه گریفیث می‌گوید: ما روش جدیدی را برای مطالعه متابولیسم ایجاد کرده ایم که جزییات بیشتری از فرآیند‌های شیمیایی درون بدن که شما را زنده نگه می‌دارد و عملکردتان را حفظ می‌کند را نشان می‌دهد. تکنیک جدید ما به ایزوتوپ‌های درون اسید‌های آمینه نگاه می‌کند تا دریابد متابولیسم چگونه عمل می‌کند.

کارتر می‌افزاید: ایزوتوپ‌ها نسخه‌هایی از یک عنصر شیمیایی با جرم‌های متفاوت هستند. به عنوان مثال، رایج‌ترین نوع کربن کربن- ۱۲ است، اما ایزوتوپی به نام کربن- ۱۳ نیز وجود دارد که کمی سنگین‌تر است. ما می‌توانیم نسبت ایزوتوپ‌های سنگین به سبک را در مولکول‌های بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها اندازه گیری کنیم تا در مورد ارگانیسمی که آن‌ها را تولید کرده است بدانیم.

به طور سنتی، دانشمندان نسبت کلی ایزوتوپ کل پروتئین را تجزیه و تحلیل می‌کردند. این امر می‌تواند برخی از اطلاعات به ویژه در مورد انواع چیز‌هایی که یک حیوان می‌خورد را نشان دهد، اما مانند میانگین گرفتن یک تصویر پیچیده تلویزیونی در یک پیکسل نور است چراکه شما تمام اطلاعات دقیق را از دست می‌دهید.

اخیراً، دانشمندان توانسته اند ایزوتوپ‌ها را در هر یک از ۲۰ اسید آمینه مجزا که پروتئین‌ها را می‌سازند، اندازه گیری کنند. روش جدید با اندازه گیری ایزوتوپ‌ها در یک اتم کربن خاص روی هر اسید آمینه، حتی فراتر می‌رود و جزئیات شگفت انگیزی به ما می‌دهد.

برایان فرای (Brian Fry) استاد دانشگاه گریفیث و یکی دیگر از محققان می‌گوید: ما از یک ماده شیمیایی به نام نین هیدرین برای جدا کردن و جداسازی اتم کربن مورد نظر از هر اسید آمینه استفاده کردیم. سپس این اتم‌های کربن را از یک بخش بسیار فعال متابولیک اسید آمینه به نام گروه کربوکسیل از طریق دستگاهی به نام طیف سنج جرمی فرستادیم تا اثر ایزوتوپی آن‌ها را بخواند.

فرای توضیح داد: در آخرین مطالعات، ما طیف وسیع تری از حیوانات از جمله صدف، گوش ماهی، میگو، ماهی مرکب و ماهی را آزمایش کردیم. ما دریافتیم که الگو‌های ایزوتوپ‌های موجود در اسید‌های آمینه را می‌توان به بیوشیمی میتوکندری، ردیابی کرد.

فرای گفت: ما چهار مرحله متمایز از متابولیسم را شناسایی کردیم که شامل ایجاد چربی، از بین بردن چربی، ایجاد پروتئین و از بین بردن پروتئین می‌شود. حیوانات این مراحل را به روش‌های متمایز ترکیب می‌کنند تا رشد و تولید مثل را انجام دهند. به عنوان مثال، پستانداران بالغ از چربی‌ها به عنوان انباری برای تنظیم دمای خود استفاده می‌کنند، در حالی که میگو‌های بالغ پروتئین‌های خود را برای ساختن چربی‌های مورد نیاز خود برای تولید مثل انسان خوار می‌کنند.

فرای در پایان افزود: ما همچنین متوجه شدیم که انسان‌هایی که مورد مطالعه قرار گرفتیم متابولیسم بسیار متعادل و ثابتی از خود نشان دادند که با توجه به رژیم‌های غذایی به طور کلی پایدار و مغذی ما، شاید تعجب‌آور نباشد. جالب اینجاست که این کاملاً شبیه چیزی بود که در یک نمونه صدف پیدا کردیم.

شرح کامل این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.