Մետաբոլոմիկա

Մետաբոլոմիկա, գիտություն, որն ուսումնասիրում է քիմիական գործընթացները, որոնցում ընդգրկված են մետաբոլիտներ:Մասնավորապես, մետաբոլոմիկան "սպեցիֆիկ բջջային պրոցեսների արդյունքում մնացած  յուրահատուկ մատնահետքերի համակարգված ուսումնասիրությունն է", դրանց փոքր մոլեկուլներով ներկայացված մետաբոլիտային պրոֆիլների ուսումնասիրությունը. Մետաբոլոմը  բջջի, օրգանի կամ օրգանիզմի բոլոր մետաբոլիտների համախումբն է, որոնք բջջային գործընթացների վերջնական արգասիքներն են. իռնթ-ի գենային էքսպրեսիայի տվյալները և պրոտեոմիկ վերլուծությունները բացահայտում են գեների արգասիքների մի մասը, որոնք արտադրվել են բջջի կողմից՝տվյալներ, որոնք ներկայացնում են բջջային գործառույթների միայն մի մասը:Ի հակադրություն դրա, մետաբոլոմիկ պրոֆիլավորումը տալիս է տվյալ բջջի ֆիզիոլոգիայի ակնթարթային պատկերը։ Համակարգային կենսաբանության  և ֆունկցիոնալ գենոմիկայի մարտահրավերներից մեկը պրոտեոմիկ, տրանսկրիպտոմիկ և մետաբոլոմիկ տեղեկատվության ինտեգրումն է՝բջջային կենսաբանությունը ավելի լավ հասկանալու համար։

Պատմություն 
 Այն պատկերացումը,որ կենսաբանական հեղուկները արտացոլում են անձի առողջությունը, գոյություն է ունեցել երկար ժամանակ:Հին չինացի բժիշկները օգտագործել են մրջյուններին, որպեսզի ուսումնասիրեն հիվանդի մեզը,որոշելով արդյոք գլյուկոզի քանակությունը բարձր է և դրանով հայտնաբերել շաքարախտը:Միջնադարում "Մեզի գրաֆիկները" օգտագործվել են մեզի գույնը, համը և հոտը տարբեր առողջական վիճակների հետ կապելու համար,որոնք իրենց ծագումով մետաբոլիկ են։  

Այն գաղափարը, որ անհատը կարող է ունենալ "մետաբոլիկ պրոֆիլ" , որը կարող է արտացոլվել նրա կենսաբանական հեղուկներում առաջին անգամ առաջ է քաշվել Ռոջեր Ուիլիամսի կողմից ուշ 1940-ականներին  ով օգտագործել է թղթային քրոմատոգրաֆիան, որպեսզի առաջարկի մեզում և թքում առանձնահատուկ մետաբոլիկ  բնութագծերի կապը հիվանդությունների հե, ինչպես օրինակ շիզոֆրենիան։ Սակայն միայն 1960-1970-ականների տեխնիկական առաջընթացի շնորհիվ հնարավոր եղավ քանակապես (ի հակադրություն որակականի) որոշել մետաբոլիկ պրոֆիլները։ "Մետաբոլիկ պրոֆիլ" տերմինը առաջարկվել է Հորնինգ և ուրիշների կողմից (Horning, et al.) 1971 թվականին, երբ նրանք ցույց տվեցին, որ գազային քրոմատոգրաֆիա-մասս սպեկտրոմետրիան կարող է օգտագործվել մարդու մեզում և հյուսվածքային մզվածքներում առկա միացությունները որոշելու նպատակով։ Հորնինգի խումբը Լինուս Պոլինգի և Արթուր Բ. Ռոբինզոնի խմբերի հետ տարան գազ-քրոմատոգրաֆիա-մասս սպեկտրոմետրիկ մեթոդների մշակմանը մեզում առկա մետաբոլիտների մոնիթորինգի համար 1970-ականների ընթացքում։ 

Ներկայումս ՄՄՌ սպեկտրոսկոպիան, որը հայտնաբերվել է 1940ականներին, նույնպես զարգանում է։ 1974թ.-ին Սիլի-ի խումբը ցույց տվեց ՄՄՌ-ի կիրառման հնարավորությունը չփոփոխված կենսաբանական նմուշներում մետաբոլիտների որոշման համար։ Առաջին հետազոտությունը մկանի վրա ցույց տվեց ՄՄՌ-ի արժեքը այն առումով, որ ցույց տվեց բջջային ԱԵՖ-ի 90%-ը կապված է մագնեզիումի հետ:Քանի որ զգայունությունը բարելավվել է, ՄՄՌն շարունակում է մնալ առաջատար անալիտիկ մեթոդ մետաբոլիզմը ուսումնասիրելու համար:

Մետաբոլոմ 
Մետաբոլոմը փոքր-մոլեկուլային մետաբոլիտների ամբողջական հավաքակազմն է (մետաբոլիկ միջանկյալ միացություններ, հորմոններ և այլ ազդանշանային միացություններ, երկրորդային մետաբոլիտներ), որոնք հայտնաբերվում են կենսաբանական նմուշում։  Տերմինը որոշվել է որպես անալոգ տրանսկրիպտմիկայի և պրոտեոմիկայի։ Ինչպես տրանսկրպտոմը և պրոտեոմը , մետաբոլոմը դինամիկ է և փոփոխվում է վայրկյանից վայրկյան:Թեև մետաբոլոմի սահմանումը հստակ է, ներկայումս հնարավոր չէ որոշել մետաբոլիտների ամբողջ համախումբը մեկ անալիտիկ մեթոդով:Մետաբոլիտների առաջին տվյալների բազան (կոչվում է METLIN) , որտեղ կարելի է գտնել մասս սպեկտրոմետրիայից ստացված m/z արծեքները հիմնվել է գիտնականների կողմից The Scripps Research Institute-ում in 2005. 2007 թ.-ի հունվարին Ալբերտա և Կալգարի համալսարանի գիտնականները ավարտեին մարդու մետաբոլոմի առաջին սևագիր տարբերակը։ Նրանք գրանցել էին մոտ 2500 մետաբոլիտ, 1200 դեղ և 3500 սննդային բաղադրամաս , որոնք կարող են հայտնաբերվել մարդու մոտ։ Այս ինֆորմացիան, որը հասանելի է Human Metabolome Database (www.hmdb.ca) կայքում և հիմնված է ժամանակակից գիտական գրականության վերլուծության վրա հեռու է ամբողջական լինելուց։  Ի հակադրություն, շատ բան է հայտնի այլ օրգանիզմնրի մետաբոլոմի մասին։ Օրինակ, մոտ 50000 մետաբոլիտ արդեն նկարագրված է բույսերի թագավորության համար և շատ հազարավոր մետաբոլիտներ հայտնաբերված/ նկարագրված են առանձին բույսերի համար։

Մետաբոլիտներ 
Մետաբոլիտները նյութափոխանակության միջանկյալ կամ վերջնական արգասիքներն են։ Մետաբոլոմիկայի համատեքստում, մետաբոլիտը սովորաբար սահմանվում է որպես ցանկացած մոլեկուլ, որը 1կԴա-ից փոքր է։ Սակայն կան բացառություններ՝ կախված նմուշից և որոշման մեթոդից։ Օրինակ, այնպիսի մոլեկուլներ , ինչպիսին են լիպոպրոտեինները և ալբումինը որոշվել են արյան պլազմայում ՄՄՌ մեթոդով։ Բույսերի մետաբոլոմիկայում ընդունված է նշել առաջնային և երկրորդային մետաբոլիտներ։ Առաջնային մետաբոլիտը ուղղակիորեն ներգրավված է նորմալ աճի , զարգացման և բազմացման մեջ։ Երկրորդային մետաբոլիտը ուղղակիորեն ներգրավված չէ նշված պրոցեսներում, բայց ունեն կարևոր էկոլոգիական նշանակություն:Օրինակները ներառում են հակաբիոտիկները և գունակները։ Ի հակադրություն նշվածի, մարդու մետաբոլոմիկայում ընդունված է մետաբոլիտները բնութագրել որպես էնդոգեն (տիրոջ օրգանիզմում սինթեզված) կամ էկզոգեն։  Այլ նյութերից առաջացած մետաբոլիտները կոչվում են քսենոմետաբոլիտներ։

Հղումներ 

Նյութափոխանակություն