חוקרים בראשות קיגו מוריטה ושיניא קורודה מאוניברסיטת טוקיו חשפו שיבוש זמני במטבוליזם של עכברים שמנים כאשר הם הסתגלו לרעב למרות שלא שיבושים מבניים משמעותיים ברשת המולקולרית. זוהי תגלית פורצת דרך שכן מחקרים הכוללים את הממד הזמני בביולוגיה היה עמלני לשמצה וחילוץ תובנה שיטתית מצד נתונים גדולים היה קשה. לפיכך, מחקר זה סולל את הדרך למחקר נוסף בתהליכים מטבוליים כלליים יותר, כמו צריכת מזון והתקדמות מחלות. הממצאים פורסמו בכתב העת איתות מדעיו
ישויות חיים צריכות לחלץ ברציפות אנרגיה מ"אוכל "ולהפיץ אותו בגוף כדי להישאר בחיים, כלומר שמורמים על חילוף החומרים שלהם, כך שגופם יהיה בטווח אופטימלי שנקרא" הומאוסטטיס ". רעב הוא אחד השיבושים החמורים ביותר במערכת זו. כאשר מסתגל לרעב, הכבד, הממלא תפקיד מרכזי במטבוליזם, מתאם לא רק איזה אלא גם כאשר מולקולות צריכות לנקוט בפעולה.
מולקולות בתוך תאים יוצרים רשת גדולה, המכילה מספר קטן של מולקולות המסדירות תגובות מטבוליות רבות הנקראות מולקולות רכזות. עם זאת, הבנה שיטתית של התיאום הזמני של מולקולות בכבד הייתה חמקמקה בגלל היעדר נתוני סדרת זמן מקיפים במהלך רעב. "
Shinya Kuroda, החוקר הראשי, אוניברסיטת טוקיו
החוקרים התכוונו למלא את הפער על ידי השוואה בין כבדי העכברים הבריאים והשמניים. המדדים שלהם הראו הבדל ברור בין מולקולות הרכזת של תאי כבד בריאים ושמניים. הראשון הכיל את המולקולות הקשורות לאנרגיה ATP ו- AMP, אך האחרונים לא עשו זאת. הבדל ברור כזה בין מולקולות הרכזת יכול היה לשבש באופן מבני את הרשת המולקולרית. עם זאת, החוקרים לא מצאו שיבושים כאלה, ולכן הם חקרו את הממד הזמני.
"מדדנו באופן מקיף את קורסי הזמן של מולקולות שונות", אומר קורודה, "וגילינו שמולקולות מרכזיות בכבדים בריאים הגיבו לרעב במהירות רבה יותר מאשר מולקולות אחרות.
במילים אחרות, למרות שמבנה הרשת המולקולרית במהלך הרעב נותר חזק, הוא הפך לפגיע באופן זמני להשמנה. ניתן ליישם את השיטה שהובילה לגילוי זה, תוך שילוב ניתוח מבני וזמני של הרשת המולקולרית התוך תאית, על מחקרים אחרים הכוללים מערכי נתונים של "OME" מרובים כמו הגנום או המיקרוביומה, פותחים אדרות למחקר נוסף. קורודה מתאר את הפרויקט הבא שלהם.
"הגישה שלנו תיארה בהצלחה את הנוף העולמי של ההסתגלות לרעב, תופעה ביולוגית מסובכת. אנו רוצים להכליל את התובנות שלנו על הרשת המטבולית במהלך הרעב לרשת המטבולית במהלך צריכת מזון או התקדמות מחלה."
