Подготовка на реакцията на плодовите мухи на диета за удължаване на живота; На света
Промени в някои от малките молекули, участващи в метаболизма на клетката, изглежда показват дали ограничената „диета за удължаване на живота“ действително удължава, съкращава или няма ефект върху продължителността на живота, установи проучване върху плодовите мухи.
Резултатите показват, че анализът на нивата на малки молекули в клетките, подход, известен като метаболомика, може да ни помогне да разберем как диетите с намалена калория влияят на стареенето и как гените, околната среда и други фактори влияят върху реакцията на индивида към ограничаването на калориите влияние.
Кели Джин беше водещ автор, а Даниел Промислоу беше водещ автор на новото проучване.
„Ако можем да използваме метаболома, за да разберем вариации в нещо толкова сложно като удължаването на продължителността на живота, би трябвало да можем да го използваме, за да разберем много от другите разлики, които наблюдаваме между популациите“, каза Кели Джин, учен по изчислителна патология в Медицинския факултет на Университета във Вашингтон (UW). Тя беше водещият автор на новото проучване.
Изследователският труд е публикуван в изданието на PLOS Genetics от 9 юли.
Метаболизмът на клетката включва основни химични реакции, които се случват, за да може клетката да се развива, оцелява и размножава. Малките молекули, които участват и се произвеждат от тези реакции, се наричат метаболити. Метаболитите включват неща като аминокиселини, които са градивните елементи на протеините, захарите и мазнините, които се разграждат, за да произвеждат енергия и продукти от тези реакции. Заедно тези молекули изграждат метаболома.
В новото проучване изследователите от UW са работили със служители от Института за изследване на стареенето в Бък и други, за да разберат как нискокалоричните диети могат да удължат живота на различни щамове мухи.
Подобни диети, според предишни проучвания на различни видове, включително мая, червеи, плодови мухи и мишки, могат да увеличат продължителността на живота. Въпреки че не е доказано, че нискокалоричните диети удължават живота на хората, доказано е, че те причиняват загуба на тегло и подобряват рисковите фактори за заболяването като високо кръвно налягане и висока кръвна захар и холестерол.
Ефектите от тези диети обаче не са еднакви. Щам от плодови мухи с определен генетичен състав или генотип може да има по-голяма продължителност на живота, докато щам с различен генотип може да няма ефекти или дори намаляване на продължителността на живота.
Разбира се, генетичните различия между щамовете играят роля, но е трудно да се разбере кои генетични разлики са важни: плодова муха има около 14 000 гена, много от които вероятно ще повлияят на продължителността на живота.
Майкъл Маккарти/За UW медицина
Клетъчният метаболом, от друга страна, дестилира вариации в сложните процеси нагоре по веригата, като генна експресия, генна транскрипция и синтез на протеини, каза Даниел Промислоу, водещ автор на статията. Той е професор по патология и биология в UW.
Сложното взаимодействие на тези фактори и фактори в околната среда се филтрира в много по-малък брой метаболити, които са по-лесни за измерване и по-близо до признака, който изучавате “, каза Промислоу.
Изследователите от UW сравняват нивата на 105 метаболити в плодовите мухи от 178 щама, хранени с нормална или ограничена диета. Те анализираха дали има връзка между диетата на мухите, нивата на метаболитите им и промените в живота им.
„Диетичните ограничения драстично промениха метаболома последователно във всички 178 генотипа на плодовите мухи“, каза Джин. Те включват някои важни аминокиселини, които се използват в синтеза на протеини, както и метаболити, които участват в алфа-кетоглутарат/глутаминовия път, процес, който е включен в производството на енергия, наред с други неща.
Генетичният анализ може да идентифицира само един ген, който е ясно свързан с продължителността на живота на плодовите мухи при ограничаване на диетата. Така че изследователите използваха нов статистически инструмент, наречен мрежов анализ, за да свържат метаболитите с промените в продължителността на живота и след това потърсиха гени, свързани с тези метаболити.
Използвайки този подход, те идентифицират няколко гена, които изглежда играят роля, включително вариант на ген, наречен CCHa2-R, който кодира невропептиден рецептор, открит в мозъка и червата и участва в измерването на хранителните вещества и реакцията на ситост.
"Нашите резултати показват как изследването на метаболома на организма може не само да помогне да се разкрие генетичната вариация зад сложни признаци, но и да се обяснят механизмите, лежащи в основата на вариацията в тези признаци", каза Джин.
Тази работа беше подкрепена от Националните здравни институти и Националния институт за стареене (AG000057, AG052299, AG045835, AG045835, R01 GM087432), Националния институт по общи медицински науки (GM114029), Националната научна фондация (DMS1561814) на Американската федерация на изследванията на стареенето и фондация Лари Л. Хилблом.