العلماء يطورون طريقة جديدة لدراسة عملية التمثيل الغذائي من خلال تحليل محدد في الأحماض الأمينية

تطوير طريقة جديدة لفهم عملية التمثيل الغذائي

في بحث جديد نُشر في مجلة Science Advances، قام العلماء بتحليل ذرات كربون محددة في الأحماض الأمينية، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات، لاكتشاف بصمات مميزة لعملية التمثيل الغذائي للأنواع المختلفة.

وتكشف هذه البصمات عن الطريقة التي تلبي بها الكائنات المختلفة متطلبات البقاء والنمو والتكاثر، وتوفر طريقة جديدة تماماً لفهم عملية التمثيل الغذائي بتفاصيل غير مسبوقة.

تحليل كربون محدد في الأحماض الأمينية للبحث في عملية التمثيل الغذائي

طور العلماء طريقة جديدة لدراسة عملية التمثيل الغذائي، وهي العمليات الكيميائية التي تحدث داخل جسمك والتي تبقيك على قيد الحياة، حيث كشفت هذه الطريقة عن تفاصيل أكثر بكثير من الطرق السابقة، لأن التقنية الجديدة تبحث في النظائر الموجودة داخل الأحماض الأمينية لمعرفة كيفية عمل عملية التمثيل الغذائي.

النظائر هي نسخ من نفس العنصر الكيميائي بكتل مختلفة، على سبيل المثال، النوع الأكثر شيوعاً من الكربون هو الكربون 12، ولكن هناك أيضاً نظير يسمى الكربون 13 وهو أثقل قليلًا، ويمكننا قياس نسبة النظائر الثقيلة إلى الخفيفة في الجزيئات البيولوجية مثل البروتينات للتعرف على الكائن الحي الذي أنتجها.

تحليل نظائر الأحماض الأمينية لفهم عملية التمثيل الغذائي بتفاصيل غير مسبوقة

تقليدياً، يقوم العلماء بتحليل نسبة النظائر الإجمالية للبروتين بأكمله، ويمكن أن يكشف هذا عن بعض المعلومات، لا سيما حول أنواع الأشياء التي يأكلها الحيوان، ولكن الأمر يشبه تحويل صورة تلفزيونية معقدة إلى نقطة ضوئية "بكسل" واحدة من الضوء، لأن ذلك يجعلك تفقد كل المعلومات التفصيلية.

وفي الآونة الأخيرة، تمكن العلماء من قياس النظائر في كل من الأحماض الأمينية العشرين الفردية التي تشكل البروتينات، وهذا يشبه وجود 20 نقطة ضوئية، وهو أفضل، لكنه لا يزال غير دقيق للغاية.

تذهب الطريقة الجديدة إلى أبعد من ذلك، عن طريق قياس النظائر في ذرة كربون معينة في كل حمض أميني، وذلك يشبه رؤية كل بكسل في صورة التلفاز، مما يمنحنا معلومات استقلابية مفصلة بشكل مذهل.

العلماء يتمكنون من التمييز بين بصمة التمثيل الغذائي المختلفة للكائنات الحية

استخدم العلماء مادة كيميائية تسمى نينهيدرين لتقطيع وعزل ذرة الكربون المطلوبة من كل حمض أميني، وبعد ذلك، قاموا بإرسال ذرات الكربون هذه، من جزء نشط للغاية في التمثيل الغذائي من الحمض الأميني يسمى مجموعة الكربوكسيل، من خلال آلة تسمى مطياف الكتلة لقراءة بصمات النظائر.

بهذه الطريقة، تمكن العلماء من الإبلاغ عن تحليل النظائر الخاصة بموضع محدد للعديد من الثدييات المختلفة، وأكدوا أنه يمكنهم التمييز بين "بصمة" التمثيل الغذائي الواضحة لكل حيوان من الثدييات.