חוקרים מקבוצת מק'קולגה במחלקה לכימיה באוניברסיטת אוקספורד פרסמו שיטה חדשנית ב פרוטוקולי טבע כיום (22 באוגוסט) המספק ניתוח מקיף של מטבוליטים שנמצאים בתאים, רקמות וביופוזלים.
השיטה החדשה מספקת שינוי צעד ביכולת לניתוח מטבוליטים קוטביים ויוניים מאוד. החידוש נובע משימוש בכרומטוגרפיה של חילופי אניון המשולבים לספקטרומטריה המונית (AEC-MS) כדי לענות על צורך ארוך שנים בשיפור הניתוח בקנה מידה גדול של מטבוליטים קוטביים ויוניים מאוד המניעים מסלולי מטבולי ראשוניים ותהליכים בתאים.
כרומטוגרפיה של חילופי יונים שימשה דורות של כימאים מאז שנות השבעים, אך מבחינה היסטורית היה קשה מאוד לזיווג ישירות לספקטרומטריה המונית, בניגוד לסוגים אחרים של כרומטוגרפיה. השיטה החדשה משתמשת בדיכוי יונים אלקטרוליטי המקשר בין מערכת הכרומטוגרפיה של חילופי יונים בעלי ביצועים גבוהים ישירות עם ספקטרומטריה המונית, חידוש המשפר את הספציפיות והסלקטיביות המולקולרית. זה הוביל ליישומים חדשים שנבדקו לאחרונה על ידי קבוצת מק'קולגה (NGERE ואח ', אנאלי. Chem., 2023). השיטה החדשה מיועדת ליישומי מטבולומיקה הכוללים ניתוח בקנה מידה גדול של מטבוליטים בדגימות ביולוגיות.
רחל וויליאמס, ד. פיל. הסטודנט בקבוצת מק'קולגה, שמחקרו מתמקד בפיתוח ספקטרומטריה של כרומטוגרפיה-חילופי יונים, אמר, אמר, אמר, "כרומטוגרפיה של חילופי יונים מציעה מנגנון שמירה וחיזוק שהוא חדש למטבולומיקה ומוכיח כפתרון רב עוצמה לאתגרים אנליטיים ארוכי שנים בתחום."
מטבולומיקה, היא אחת מכמה טכנולוגיות 'אומיקה', הכוללות גנומיקה וכן פרוטאומיקהמציע גישה קומבינטורית עוצמתית לניתוח מקיף של מערכות מולקולריות בתאים, רקמות ואורגניזמים שלמים. שינויים ברמות המטבוליט הם סמנים ביולוגיים רגישים למחלות ספציפיות, תזונה, מצבים תזונתיים, טיפולים וחשיפות כימיות ומטבוליומיקה מספקת כלי לגילוי שינויים מולקולריים אלה. ניתן ליישם אותו על שאלות מחקר בתחומים רבים, כולל כימיה ביולוגית, ביולוגיה מולקולרית, רפואה מולקולרית, פרמקולוגיה ומדעי הסביבה.
הפרוטוקול החדש של AEC-MS שימש במספר מחקרי מחקר הכוללים בשיתוף המכון קנדי, אוקספורד כדי לחקור כיצד מיקרוביומה של הבטן מנצלת מצעי אנרגיה. זה הוביל לגילוי כי Butyrate מוצר מצע אנרגיה הנגזר מיקרוביומה נמצא במחזור ויכול לעזור לחזק את התגובה החיסונית של המארח (Schulthess ואח ', חסינות, 2019).
במחקר אחר הוא שימש לחקירת חילוף החומרים בתאי β לבלב סוכרתיים. מצאנו את הפעילות של GAPDH ו- PDH (אנזימים המעורבים בייצור ATP מגלוקוז) נעצרו כאשר רמות הגלוקוז עלו, מה שהוביל להצטברות של ביניים במעלה הזרם שגרמו לשינויים בביטוי הגנים כולל הפרשת אינסולין לקויה והצטברות גליקוגן (Haythorne ואח '., נט. Comms., 2023).
פרופסור ג'יימס מק'קולאג (המחלקה לכימיה, אוניברסיטת אוקספורד) שהוביל את הפרויקט, אמר: "פיתוח פרוטוקול מטבולומיקה חדש הוא מאוד מרגש, הוא מרחיב את היכולת ליישומים קיימים אך מאפשר לנו גם לחקור ולפתח יישומים חדשים: במעבדה שלנו אנו מיישמים כעת את הפרוטוקול במספר תחומי מחקר, כולל בדיקת חטיבת מיקרוביומה של מיקרוביומה, כיצד התנגדות אנטי -רובית משפיעה על מטבוליזם של החיידקים והגילוי של התגלות של ביולוגים.
