اطلاعات عمومی، ویکی ژن
لیپیدومیکس چیست؟ کاربرد آن در علوم غذایی
مقدمه‌ای بر لیپیدومیکس
لیپیدها یکی از اجزای اصلی هستند که نقش کلیدی در حفظ سلامت انسان دارند. لیپیدومیکس بر مطالعه لیپیدهای مولکولی در سیستم‌های بیولوژیکی متمرکز است که شامل سلول‌ها، بافت‌ها و سیالات زیستی می‌شود.
در میان فناوری‌های متابولومیک، دانشمندان به دلیل کاربرد متنوع لیپیدها در تغذیه که نقش مستقیم و غیرمستقیم در سلامت انسان دارند، بسیار علاقمند به لیپیدومی هستند. در تحقیقات علوم غذایی، لیپیدومیکس به طور موثر برای تفسیر تعامل بین رژیم غذایی، متابولیسم انسان و مواد مغذی استفاده می‌شود.
محققان از لیپیدومیکس برای درک ارتباط سلامتی با عادات غذایی و همچنین هدف بهینه سازی اثرات فرآوری غذا بر مزایای رژیم غذایی استفاده می‌کنند. با پیشرفت در ابزارهای تحلیلی مانند طیف سنجی جرمی، بیوانفورماتیک و غیره، دانشمندان می توانند از نظر ساختاری صدها لیپید را با وضوح و حساسیت بالا شناسایی کنند.
لیپیدومیکس چیست؟
لیپیدومیکس برای اولین بار در سال 2003 پدیدار شد و به مطالعه کل محتوای چربی یک سلول می‌پردازد که به عنوان لیپیدوم شناخته می‌شود. اولین نسل از مطالعات لیپیدومی توانایی خود را در ایجاد انقلابی در تحقیقات علوم زیستی ثابت کرده است. برخی از زمینه‌هایی که مطالعه لیپیدومی در آن‌ها به طور قابل توجهی کمک کرده است در زیر مورد بحث قرار می‌گیرد:
- تجزیه و تحلیل کامل تمام ترکیبات لیپیدی در یک نمونه بیولوژیکی
- خصوصیات لیپیدها در سطح مولکولی آن‌ها
- تعیین ژن‌های خاصی که پروتئین‌هایی را که مسئول متابولیسم لیپید هستند کد می‌کنند
- اندازه گیری کمی و مولکولی لیپیدها
- درک جامع فرآیندهای بیولوژیکی
- توسعه ابزارهای تشخیصی برای بیماری‌های مختلف
- شناسایی آلودگی میکروبی
- تعیین اقدامات رژیم غذایی
- تشخیص مسیرهای سیگنالینگ جدید
- مطالعه محفظه‌های سلولی
- تجزیه و تحلیل مکانیسم‌های بیماری
- شناسایی اهداف سم شناسی و مکانیسم آن‌ها
- درک مکانیسم‌های مولکولی که مسئول بیماری‌های متابولیک هستند
به طور کلی سرعت موفقیت در لیپیدومیک کند است. این به این دلیل است که لیپیدها به واکنش‌های آنزیمی متصل هستند. علاوه بر این، از آنجایی که آن‌ها در رژیم‌های غذایی و متابولیسم منظم گنجانده شده‌اند، مطالعات in vivo لیپیدها نرخ بالایی از تنوع را در افراد و در بین ارگانیسم‌ها نشان می‌دهند. دانشمندان ادعا می‌کنند که اندازه‌گیری دقیق تمام چربی‌ها در یک فرد به طور بالقوه انقلابی در تحقیقات علوم غذایی ایجاد می‌کند.
طیف سنجی جرمی (MS) در لیپیدومیکس
همانطور که قبلاً گفته شد، لیپیدومیکس با توسعه تکنیک‌های لیپیدومی مبتنی بر طیف سنجی جرمی (MS) شتاب و سرعت بیشتری به دست آورده است. برخی از تکنیک‌های رایج مورد استفاده به شرح زیر است:
- MS جفت شده با کروماتوگرافی مایع
- شاتگان لیپیدومیک
- تصویربرداری MS
- تحرک یونی MS
نقش لیپیدومیکس در تحقیقات علوم غذایی
چندین محقق اهمیت رژیم غذایی را در متابولیسم کلی لیپیدها در انسان و حیوان گزارش کرده‌اند. اهمیت اصلی لیپیدومیکس در تغذیه ارزیابی تغییرات وابسته به رژیم غذایی، عملکرد و ساختار لیپیدهای سلولی است. در تحقیقات مرتبط با تغذیه، لیپیدومیکس می‌تواند به درک عملکرد لیپیدها به عنوان یک مولکول سیگنال دهی و نقش آن‌ها در مسیرهای متابولیک کمک کند.
لیپیدومیکس همچنین به روشن شدن روابط بین مواد مغذی و متابولیسم انسان کمک می‌کند. یکی دیگر از نکات برجسته تحقیقات لیپیدومی، توانایی آن در تعیین میزان دریافت رژیم غذایی یک فرد به روشی استاندارد شده است، به گونه‌ای که بتواند دقیقاً اثرات خفیف تا مزمن اجزای رژیم غذایی را تجزیه و تحلیل کند. چنین بینش‌هایی به طراحی یک نمودار رژیم غذایی مناسب برای ترویج یک زندگی سالم مادام العمر کمک می‌کند. اخیراً، یک مطالعه لیپیدومی مکانیسم مولکولی زیربنایی مرتبط با سلامتی در اسیدهای چرب اشباع نشده ω-3 در رژیم غذایی را نشان داده است. همچنین نقش تنظیمی اسیدهای چرب ω-3 و -6 را در پاسخ التهابی ارزیابی کرده است.
در حال حاضر، محققان در حال استفاده از لیپیدومیکس برای تعیین تغییرات در کیفیت گوشت گاو هستند که با استفاده از تکنیک‌های پرتودهی استریل شده‌اند. عقیم سازی با پرتودهی به عنوان یکی از تکنیک‌های مهم استریلیزاسیون سرد در نظر گرفته می‌شود و به طور گسترده برای استریل کردن مواد غذایی مانند ادویه جات، گوشت منجمد، سبزیجات کم آب و غیره استفاده می‌شود.
با این حال، یک شتاب‌دهنده الکترونیکی پرانرژی می‌تواند چنین مواد غذایی حاوی چربی بالا را بدون اکسیداسیون چربی استریل کند. در این مطالعه، دانشمندان از تجزیه و تحلیل لیپیدومیک برای ارائه مدرک قوی برای تنوع در کیفیت محتوای لیپید بین فرآیندهای استریل‌سازی استفاده کرده‌اند.
لیپیدومیکس برای تجزیه و تحلیل شیر خشک نوزادان استفاده شده است. در یک نظرسنجی، تخمین زده شده است که تنها در ایالات متحده، دو سوم نوزادان شیر خشک را به عنوان منبع تغذیه اولیه در شش ماه اول زندگی خود دریافت می‌کنند. اخیراً، دانشمندان پروفایل لیپیدومی اکسیداتیو و غیر اکسیداتیو چندین شیرخشک تجاری موجود برای نوزادان را تجزیه و تحلیل کرده‌اند.
لیپیدومیکس در شیر خشک نوزادان، وجود یک فرم اکسید شده از کلسترول (7-کتوکلسترول) و سطح پایین فیتواسترول را نشان داد. چنین داده‌هایی به محققان کمک کرد تا طبقه بندی جدیدی از شیرخشک‌های نوزادان را بر اساس اثر انگشت متابولومیک آن‌ها ایجاد کنند.
یکی دیگر از کاربردهای جالب لیپیدومیکس، استفاده از آن به عنوان یک ابزار بالینی برای نظارت بر تغییرات متابولیک در سلامت فرد است. دسته‌ای از لیپیدها که بیشترین درصد وراثت را نشان می‌دهد، فسفولیپیدها هستند. این لیپیدها همچنین با خطرات بیماری‌های ارثی مرتبط هستند. از آنجایی که تغییر در تغذیه می‌تواند پروفایل لیپیدی را تغییر دهد، کار بیشتری برای درک چگونگی جلوگیری از شروع این بیماری‌ها مورد نیاز است.
همچنین بخوانید:
- لیپید چیست؟ خواص، ساختار، طبقه بندی، انواع
- تست هیدرولیز لیپید: اصول، روش تست، هدف، محدودیت‌ها
- مونومر چیست؟ انواع، مثال‌ها، طبقه‌بندی، کاربردها
مترجم: شقایق مرتاضی
