Anar al contingut

Metabolómica

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:SESI and metabolomics research.png
Metabolómica

La metabolómica és l'estudi científic dels processos químics que involucren metabòlits. Específicament, la metabolómica és el "estudi sistemàtic de les chafades úniques que deixen els processos celulars específics en el seu pas", és dir, l'estudi del perfil dels metabòlits (molècules menudes) d'una mostra biològica.[1] El metaboloma representa la colecció de tots els metabòlits en una cèlula, teixit, orgue o organisme que són producte dels processos celulars.[2] L'anàlisis de les senyes de l'expressió gènica d'ARN mensager i de proteómica revela el conjunt de productes gènics que s'estan produint en la cèlula i són senyes que representen una sola faceta de la funció celular. Pel contrari, el perfilat metabòlic ajuda a obtindre una captura instantànea de la fisiologia de la cèlula. Un dels reptes de la biologia de sistemes i la genómica funcional és integrar l'informació de la proteómica, transcriptómica i metabolómica per a proveir un millor enteniment de la biologia celular.

Orígens

[editar | editar còdic]

L'idea de que els decorreguts biològics reflectixen la salut dels individus ha existit durant un llarc temps. Els antics meges en China usaven formigues per a l'evaluació de l'orina de pacients en la finalitat de monitorizar alts nivells de glucosa i aixina detectar diabetis.[3] En l'edat mija, s'usaven "taules d'orina" per a associar els colors, sabors i olors de l'orina a diferents condicions mèdiques, que són d'orige metabòlic.[4]

El concepte de que els individus podrien tindre un "perfil metabòlic" que podria estar reflectit en la constitució dels seus decorreguts biològics va ser introduït per Roger Williams a finals de la década dels 40,[5] qui va usar la cromatografía en paper per a sugerir que hi havia patrons metabòlics característics en l'orina i saliva que estaven associats en malalties com l'esquizofrènia. No obstant només a través d'alvanços tecnològics en els anys 60 i 70 va ser que es va tornar plausible medir els perfils metabòlics de manera quantitativa (i no qualitativa).[6] El terme "perfil metabòlic" va ser introduït per Horning i els seus colaboradors en 1971 en acabant de que demostraren que la cromatografía de gasos-espectrometria de masses (método CG-EM) podia ser usada per a medir composts presents en orina i teixits humans.[3][7] A lo llarc dels 70, el grup de Horning, junt en els de Linus Pauling i Arthur B. Robinson es varen encarregar del desenroll del método CG-EM per a monitorear els metabòlits presents en l'orina.[8]

En eixa mateixa época, l'espectroscopía RMN, descoberta en els anys 40, estava alvançant ràpidament. En 1974, Seeley et al. varen demostrar l'utilitat d'usar la espectroscopía RMN per a detectar metabòlits en mostres biològiques inalteradas.[9] Este primer estudi en múscul va remarcar el valor de la espectroscopía RMN en el descobriment de que el 90% del ATP celular està acomplexat en magnesi. Conforme ha aumentat la sensibilitat en l'evolució de forces de camps magnètics superiors i va girar d'àngul màgic, la RMN continua sent una ferramenta analítica prominent per a investigar el metabolisme.[3][4] Esforços recents per a utilisar la espectroscopía RMN per a la metabolómica han segut conduïts per Jeremy K. Nicholson en el Birkbeck College i en l'Imperial College London. En 1984, Nicholson va mostrar que la espectroscopía RMN té el potencial per al seu us en el diagnòstic de la diabetis mellitus, i després va escomençar l'aplicació de métodos de reconeiximent de patrons per a senyes de espectroscopía RMN.[10][11]

En el 2005, la primera base de senyes de metabolómica per a la caracterisació de metabòlits humans, METLIN,[12] va ser desenrollada en el laboratori Siuzdak en el Scripps Research Institute, contenint més de 10,000 metabòlits i senyes d'espectres de massa. Per a setembre de 2012, METLIN conté més de 60,000 metabòlits i és el repositori més gran de senyes d'espectres de massa en el camp de la metabolómica.

El 23 de giner de 2007, el proyecte del metaboloma humà, liderat pel Dr. David Wishart de l'Universitat d'Alberta, Canadà, va completar el primer borrador del metaboloma humà, consistint d'una base de senyes d'aproximadament 2500 metabòlits, 1200 drogues i 3500 composts alimenticis.[13][14] Proyectes similars s'han portat a terme en vàries espècies de plantes, particularment Medicago truncatula i Arabidopsis thaliana.[15]

Per a mediats de la década de 2010, la metabolómica encara es considera com un "camp emergent".[16] Ademés, s'ha declarat que el futur progrés en este camp depén en gran part, en treballar els cridats "reptes tècnics irresolubles" a través de l'evolució tècnica de l'instrumentació de l'espectrometria de masses.[16]

Metaboloma

[editar | editar còdic]

El metaboloma es referix al conjunt complet dels metabòlits d'una molècula chicoteta (com poden ser intermediaris metabòlics, metabòlits secundaris, hormones i atres molècules de senyalisació) que es poden trobar dins d'una mostra biològica, com un organisme.[17][18] La paraula es va falcar en forma d'analogia en la transcriptómica i la proteómica; aixina com el transcriptoma i el proteoma, el metaboloma és dinàmic, canviant a cada segon. Encara que el metaboloma pot ser definit, actualment no és possible analisar tot el ranc de metabòlits a través d'un sol método analític. La primera base de senyes anomenada METLIN per a la busca de valors m/z de l'espectrometria de masses va ser desenrollada en el 2005 per científics en el Scripps Research Institute.[12] En giner de 2007, investigadors de l'Universitat d'Alberta i l'Universitat de Calgary varen completar el primer borrador del metaboloma humà. Varen catalogar aproximadament 2500 metabòlits, 1200 drogas i 3500 components alimenticis que poden ser trobats en el cos humà, com ho reporta la lliteratura.[13] Esta informació, està disponible en la Base de Senyes del Metaboloma Humà, (www.hmdb.ca) i basada en l'anàlisis d'informació disponible en la lliteratura científica actual, està llunt d'estar completa.[19] En contrast, se sap molt més dels metabolomas d'atres organismes. Per eixemple, més de 50,000 metabòlits del regne vegetal han segut caracterisats, i s'han caracterisat varis mils de metabòlits de plantes úniques.[20][21]

Cada tipo celular i de teixit té una "chafada" metabòlica única que pot dilucidar informació específica d'òrguens i teixits, mentres que l'estudi dels decorreguts biològics pot donar informació més generalisada pero menys especialisada. Els decorreguts biològics usats més comunament són l'orina i el plasma, ya que es poden obtindre de manera no invasiva o poc invasiva, respectivament.[22] La facilitat de recolecció d'estos decorreguts facilita una alta resolució temporal, i com sempre estan en un equilibri dinàmic en el cos, poden ajudar a descriure a l'organisme com un tot.[23]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ The Scientist.19(8)
    25–28.Consultat el 13 de febrer de 2015.
  2. ↑ Diseases of the Còlon and Rectum.52(3)
    520-525.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Van der greef and Smilde, J Chemomet, (2005) 19:376-386
  4. ↑ 4,0 4,1 Nicholson JK, Lindon JCNature.455(7216)
    1054–6.doi:10.1038/4551054a.
  5. ↑ (1978).Clin Chem.24(10)
    1663–73.
  6. ↑ Preti, George. "Metabolomics menges of age?" The Scientist, 19[11]:8, 6 de juny de 2005.
  7. ↑ Novotny et al.(2008).J Chromatog B.866
    26–47.doi:10.1016/j.jchromb.2007.10.007.
  8. ↑ Griffiths W.J., Wang Y.(2009).Chem Soc Rev.38(7)
    1882–96.doi:10.1039/b618553n.
  9. ↑ Hoult DI, Busby SJ, Gadian DG, Radda GK, Richards RE, Seeley PJNature.252(5481)
    285–7.doi:10.1038/252285a0.
  10. ↑ Holmes I and Antti H (2002) Analyst 127:1549-57
  11. ↑ Lenz EM, Wilson ID(2007).J Proteome Res.6(2)
    443–58.doi:10.1021/pr0605217.
  12. ↑ 12,0 12,1 Smith CA, I'Maille G, Want EJ, Qin C, Trauger SA, Brandon TR, Custodie DE, Abagyan R, Siuzdak GTher Drug Monit.27(6)
    747–51.doi:10.1097/01.ftd.0000179845.53213.39.Consultat el 13 de febrer de 2015.
  13. ↑ 13,0 13,1 Wishart DS, Tzur D, Knox C, et al.Nucleic Acids Research.35(Database issue)
    D521–6.doi:10.1093/nar/gkl923.
  14. ↑ Wishart DS, Knox C, Guo AC, Eisner R, Young N, Gautam B, Hau DD, Psychogios N, Dong I, Bouatra S, Mandal R, Sinelnikov I, Xia J, Jia L, Cruz JA, Lim I, Sobsey CA, Shrivastava S, Huang P, Liu P, Fang L, Peng J, Fradette R, Cheng D, Tzur D, Clements M, Lewis A, De Souza A, Zuniga A, Dawe M, Xiong I, Clive D, Greiner R, Nazyrova A, Shaykhutdinov R, Li L, Vogel HJ, Forsythe I(2009).Nucleic Acids Research.37(Database issue)
    D603–10.doi:10.1093/nar/gkn810.
  15. ↑ «Arabidopsis Metabolomics Consortium». Archivat des d'el original, el 7 de novembre de 2012. Consultat el 13 de febrer de 2015.
  16. ↑ 16,0 16,1 «[1]». Consultat el 28 de juny de 2010.
  17. ↑ Oliver SG, Winson MK, Kell DB, Baganz FTrends in Biotechnology.16(9)
    373–8.doi:10.1016/S0167-7799(98)01214-1.
  18. ↑ Griffin JL, Vidal-Puig APhysiol. Genomics.34(1)
    1–5.doi:10.1152/physiolgenomics.00009.2008.
  19. ↑ Pearson HNature.446(7131)
    8.doi:10.1038/446008a.
  20. ↑ De Luca V, St Pierre BTrends Plant Sci..5(4)
    168–73.doi:10.1016/S1360-1385(00)01575-2.
  21. ↑ Griffin JL, Shockcor JPNat. Rev. Cancer.4(7)
    551–61.doi:10.1038/nrc1390.
  22. ↑ (2008).Cell.134(5)
    714–717.doi:10.1016/j.cell.2008.08.026.
  23. ↑ (2003).Nat Rev Drug Discov.2(8)
    668–676.doi:10.1038/nrd1157.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Metabolómica&oldid=811144»