发现整个动物界的代谢策略是一致的
格里菲斯领导的研究揭示了代谢策略,这些策略在动物界丰富的生命多样性中惊人地一致。发表在《科学进展》上的这项研究表明,尽管动物外表存在差异,但它们共享线粒体代谢策略,即细胞内产生能量的化学反应。
“使用一种称为‘同位素组学’的碳同位素方法,研究小组利用代谢过程中最活跃氨基酸的碳的化学信号(13C/12C比率)研究了动物的新陈代谢如何变化,”名誉教授布莱恩·弗莱(BrianFry)说。澳大利亚河流研究所。
“我们使用同组学方法对多种真核生物的代谢和代谢策略进行指纹识别,包括人类、有蹄动物、鲸鱼以及许多鱼类和无脊椎动物物种。
“我们发现了生长和繁殖等主要生命阶段代谢的常见生化指纹,这些指纹基于氨基酸、脂肪和碳水化合物的同位素值。”
这项研究是破解新陈代谢同位素密码的第一步。就像几十年前揭示生命基本蓝图的遗传密码一样,同组学揭示了生命的基本生化途径。
弗莱教授说:“代谢同组学知识的海洋尚未开发,这项研究已经破解了这些知识的密码,我们现在可以开始获取这些知识。”
“我们的新等位组学技术非常可靠,可以追踪男性与女性、年轻人与老年人以及一个物种与另一个物种之间众所周知的差异。”
KaitlynO'Mara博士是澳大利亚河流研究所的合著者和研究员。图片来源:格里菲斯大学
其中一些物种以惊人的方式相似。例如,牡蛎和人类的代谢指纹非常接近,因为两者都有非常平衡的新陈代谢。
弗莱教授说:“利用碳同位素,我们追踪了动物的饮食、其对饮食的代谢反应,以及饮食如何从根本上影响健康。”
“这种突破性的技术可以教会我们很多关于各种动物如何产生它们所需能量的知识。
“我们的研究结果表明,像人类这样的哺乳动物在非常广泛的吸热代谢中使用脂肪作为温度调节的储藏室,而莫顿湾的鱼和虾则做了一些显着且出乎意料的不同。它们生长得很快,但随后蚕食了它们的蛋白质以制造盛衰代谢中的生殖脂质。”
通过为我们现在认为正常的新陈代谢奠定基础,该技术的未来应用可能包括调查异常代谢是否存在隐藏问题或与癌症等疾病有关的人类代谢的早期预警指标。
弗莱教授说:“这项技术可以开辟一系列令人兴奋的研究领域。”“我们可以研究新陈代谢如何识别肥胖或饥饿等与饮食相关的状况,警方已经对被迫饥饿条件下的法医案件表现出明确的兴趣。
“我们还可以通过观察古代人类和其他动物的骨蛋白胶原样本来研究过去新陈代谢是如何变化的。”
这项研究对未来的野生动物研究也具有重要意义。“我们可以寻找类似的代谢问题或代谢策略的一般差异,帮助跟踪其他生物体对人类引起的压力源的反应,例如气候变化或水道中导致藻类大量繁殖的营养过剩,”联合研究人员凯特琳·奥马拉博士说。澳大利亚河流研究所的作家和研究员。
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