Μεταβολομική

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Το κεντρικό δόγμα της βιολογίας που δείχνει τη ροή της πληροφορίας από το DNA στο φαινότυπο. Το κάθε στάδιο συνδέεται με το αντίστοιχο εργαλείο βιολογίας συστημάτων, από τη γονιδιωματική έως τη μεταβολομική.

Η μεταβολομική είναι η μελέτη των χημικών διεργασιών που περιλαμβάνουν μεταβολίτες, μικρά μόρια, που αποτελούν ενδιάμεσα ή/και τελικά προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού. Συγκεκριμένα, η μεταβολομική είναι η «συστηματική μελέτη των μοναδικών χημικών δακτυλικών αποτυπωμάτων που αφήνουν πίσω τους συγκεκριμένες κυτταρικές διεργασίες».[1] Το μεταβόλωμα αντιπροσωπεύει το πλήρες σύνολο των μεταβολιτών σε ένα βιολογικό κύτταρο, ιστό, όργανο ή οργανισμό, οι οποίοι είναι τα τελικά προϊόντα των κυτταρικών διεργασιών.[2] Το αγγελιαφόρο RNA (mRNA), τα δεδομένα γονιδιακής έκφρασης και οι πρωτεομικές αναλύσεις αποκαλύπτουν το σύνολο των γονιδιακών προϊόντων που παράγονται στο κύτταρο, δεδομένα τα οποία αντιπροσωπεύουν μία όψη της κυτταρικής λειτουργίας. Από την άλλη, το μεταβολικό προφίλ μπορεί να δώσει μία στιγμιαία εικόνα της φυσιολογίας αυτού του κυττάρου,[3] και με αυτόν τον τρόπο, η μεταβολομική παρέχει μια άμεση «λειτουργική ανάγνωση της φυσιολογικής κατάστασης» ενός οργανισμού.[4] Μία από τις προκλήσεις της βιολογίας συστημάτων και της λειτουργικής γονιδιωματικής είναι η ενσωμάτωση γονιδιωματικών, μεταγραφικών, πρωτεομικών και μεταβολομικών πληροφοριών για την καλύτερη κατανόηση της κυτταρικής βιολογίας.

Μεταβολίτες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι μεταβολίτες είναι τα ενδιάμεσα ή/και τα τελικά προϊόντα του μεταβολισμού. Στα πλαίσια της μεταβολομικής, ένας μεταβολίτης συνήθως ορίζεται ως οποιοδήποτε μόριο χαμηλού μοριακού βάρους (<1.5 kDa). Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις ανάλογα με το δείγμα και τη μέθοδο ανίχνευσης. Για παράδειγμα, μακρομόρια όπως οι λιποπρωτεΐνες και η λευκωματίνη ανιχνεύονται αξιόπιστα με τη χρήση της φασματοσκοπίας NMR στο πλάσμα του αίματος.[5] Σε μεταβολομικές μελέτες που πραγματοποιούνται σε φυτικούς οργανισμούς, είναι συνηθισμένο να αναφερόμαστε σε "πρωτογενείς" και "δευτερογενείς" μεταβολίτες.[3] Ένας πρωτογενής μεταβολίτης εμπλέκεται άμεσα στη φυσιολογική ανάπτυξη, εξέλιξη και αναπαραγωγή. Ένας δευτερογενής μεταβολίτης δεν εμπλέκεται άμεσα σε αυτές τις διαδικασίες, αλλά συνήθως έχει σημαντική οικολογική λειτουργία. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν αντιβιοτικά και χρωστικές.[6] Αντιθέτως, σε μεταβολομικές αναλύσεις που πραγματοποιούνται σε ανθρώπινα δείγματα, είναι πιο συνηθισμένο να περιγράφονται οι μεταβολίτες είτε ως ενδογενείς (που παράγονται από τον οργανισμό ξενιστή) είτε ως εξωγενείς.[7][8]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Daviss, Bennett (April 2005). «Growing pains for metabolomics». The Scientist 19 (8): 25–28. http://www.the-scientist.com/article/display/15427/. 
  2. «Metabolomic characterization of human rectal adenocarcinoma with intact tissue magnetic resonance spectroscopy». Diseases of the Colon and Rectum 52 (3): 520–5. March 2009. doi:10.1007/DCR.0b013e31819c9a2c. PMID 19333056. 
  3. 3,0 3,1 Villate, Aitor; Nicolas, Markel San; Gallastegi, Mara; Aulas, Pierre-Antoine; Olivares, Maitane; Usobiaga, Aresatz; Etxebarria, Nestor; Aizpurua-Olaizola, Oier (2020-12-09). «Review: Metabolomics as a prediction tool for plants performance under environmental stress» (στα αγγλικά). Plant Science 303: 110789. doi:10.1016/j.plantsci.2020.110789. ISSN 0168-9452. PMID 33487364. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945220303952. 
  4. «Metabolomics: current technologies and future trends». Proteomics 6 (17): 4716–23. September 2006. doi:10.1002/pmic.200600106. PMID 16888765. 
  5. «750 MHz 1H and 1H-13C NMR spectroscopy of human blood plasma». Analytical Chemistry 67 (5): 793–811. March 1995. doi:10.1021/ac00101a004. PMID 7762816. 
  6. «Secondary metabolite biosynthesis: the first century». Critical Reviews in Biotechnology 19 (1): 1–40. 1999. doi:10.1080/0738-859991229189. PMID 10230052. 
  7. «Nonlinear data alignment for UPLC-MS and HPLC-MS based metabolomics: quantitative analysis of endogenous and exogenous metabolites in human serum». Analytical Chemistry 78 (10): 3289–95. May 2006. doi:10.1021/ac060245f. PMID 16689529. 
  8. Lin, Weifeng; Conway, Louis P.; Block, Annika; Sommi, Greta; Vujasinovic, Miroslav; Löhr, J.-Matthias; Globisch, Daniel (2 June 2020). «Sensitive mass spectrometric analysis of carbonyl metabolites in human urine and fecal samples using chemoselective modification». Analyst 145 (11): 3822–3831. doi:10.1039/D0AN00150C. PMID 32393929. Bibcode2020Ana...145.3822L.