Wenn Fruchtfliegen ausgesetzt sind, zu einem hohen Zucker-Diät, key-Metaboliten im Zusammenhang mit der Gesundheit des Gehirns erschöpft sein, nach einer University of Michigan-Studie.
Dieser Befund könnte, sagen die Forscher, warum die Verhaltensmuster, dass Veränderung mit der inneren Energie Zustand, wie Nahrungsaufnahme, lernen und Gedächtnis, Schlaf, ändern auf hoch-Nährstoff Ernährung.
Wenn unser Körper verstoffwechseln Lebensmittel, das Essen ist aufgeteilt in die Metaboliten-kleine Moleküle, die viele Funktionen im Körper, einschließlich der Bereitstellung von Brennstoff-Zellen und die Aktivierung oder Hemmung der Enzym-Produktion. Die Studie, veröffentlicht in Nature Communications, untersucht, wie die Metaboliten in den Gehirnen und Körpern von Fruchtfliegen ändern, da fliegt der übergang zwischen hunger und Sättigung.
Durch die Studie, die Forscher fanden heraus, dass die Fliegen‘ metabolische profile schnell ändern, während der schnelle übergang von hunger, Sättigung, mit den Fliegen, Gehirne mit einer größeren Veränderung als Ihre Körper. Insbesondere der hohe Zucker-Diät gesenkt den Ebenen der Gehirn Metaboliten N-acetyl-Aspartat, oder NAA, und kynurenine.
Die Veränderung von Metaboliten auswirken könnte, wie schnell die Fliegen, spürt das Sättigungsgefühl, wodurch Sie mehr zu Essen. In der Tat, U-M Forscher zuvor festgestellt, dass eine Erhöhung in einer bestimmten Metaboliten mit einem hohen Zucker-Diät, verursacht übermäßiges Essen und Gewichtszunahme.
Obwohl die Wissenschaftler sind nicht klar auf die Rolle der NAA im Gehirn, es wird angezeigt, um Brennstoff für die Zellen des Gehirns und gleicht Osmolarität — oder Zellvolumen reguliert-im Gehirn. In den unteren Ebenen der anderen Metaboliten, kynurenine, die produziert wird in hohen Niveaus während der übung, ist im Zusammenhang mit Depressionen.
„Was wir fanden, war eine Stoffwechsel-Umbau,“, sagte senior-Autorin Monica Dus, U-M assistant professor der molekularen, zellulären und Entwicklungsbiologie. „Es war nicht nur eine allmähliche Akkumulation von einem frühen längerer Exposition, aber von dem siebten Tag auf einem hohen Zucker-Diät, diese Fruchtfliegen hatten eine ganz andere metabolische Profil.“
Krebszellen auch Durchlaufen diese Art der metabolischen Umbau, um Kraftstoff Ihr Wachstum, weshalb die Ernährung kann eine Rolle spielen in der Behandlung von Krebs und ein Grund, die Dus-Labor untersuchen wollte die Verschiebung von Metaboliten im Gehirn.
Um zu untersuchen, wie eine hohe Zucker Ernährung auf die Köpfe und Körper der Fruchtfliege, die das Forscherteam verglich eine Gruppe von Fasten fliegt eine Gruppe von fed fliegt. In der gefütterten Fliegen, die Forscher übersprungen, indem Sie Ihnen das Abendessen zu, dann fütterte Sie ein Frühstück mäßig süß Glukose jelly am nächsten Tag.
Die Forscher mischen Sie den Zucker-Gelee mit blauen oder grünen Farbstoff, und nach einer Stunde, check der Bauch der fliege, um sicherzustellen, es ist gegessen. Um sicherzustellen, dass die Tiere gegessen haben, Ihre Füllung, die Forscher setzen sich die Fliegen auf einen lickometer bedeckt mit dem Glukose-Gelee. Ein lickometer ist genau das, was es klingt wie: Ein Zähler zählt die Anzahl der Zeiten, es wurde geleckt.
Dann, im inneren getrennte Leitungen, Forscher einfrieren gesättigt fliegt, als auch die Gruppe des Fastens fliegt. Das hält den Stoffwechsel-Prozess, so dass die Forscher sehen können, was Los ist in der Fliegen-Gehirne im moment der Sättigung. Die Forscher schütteln Sie die Rohre, die zerbricht die Fliegen. Ein Sieb trennt die Fliegen Kopf, thorax, abdomen und Beinen. Diese Teile wurden dann an ein Unternehmen, das verwendet Massenspektrometrie zur Messung der Metabolite innerhalb der Fliegen.
Um zu helfen verfeinern Sie die Liste von Metaboliten in die Fliegen, Alla Karnovsky, research associate professor für computational Medizin-und Bioinformatik an der Michigan Medizin, wurde ein tool namens FlyScape. Sie basiert auf einer vorherigen Werkzeug Sie erstellt wurden, für die Analyse von human-metabolomics-Daten genannt MetScape. Wie Metscape, Flyscape ist open access: alle Forscher studieren Metaboliten in Obst fliegt die software verwenden können.
Diese Werkzeuge helfen, Forscher suchen nach mustern in metabolomics-Daten. Forscher wie Daniel Wilinski, ein postdoctoral fellow in der Dus-Labor und ersten Autor des Manuskripts, kann die Eingabe einer Liste von Metaboliten in Ihre Frucht-Fliegen-Themen, sowie eine Liste der Gene von Fruchtfliegen, in Flyscape. Das tool produzieren Visualisierungen des metabolischen Netzwerke von Fruchtfliegen.
„Sie können die Stoffwechselprodukte und Gene, sind Wechsel zwischen den verschiedenen Zuständen“ Karnovsky sagte. „Dies hilft uns zu verstehen, welche biologischen Prozesse, die passiert sind.“
Co-Autor Peter Freddolino, assistant professor of biological chemistry und computational Medizin-und Bioinformatik an der Michigan Medizin, gearbeitet hat, mit der Dus auf Vorherige Papiere zu studieren, wie einen hohen Zucker-Diät stumpft der Geschmackssinn bei Fruchtfliegen.
„Wir haben untersucht, was die änderungen im Metaboliten werden könnten, werden grundsätzlich stört die Art und Weise, dass diese Zellen arbeiteten,“ Freddolino sagte. „Was diese Studie sagt uns, was metabolischen pathways beteiligt sein könnten.“
Letztlich, so die Studie zeigte, dass 20 Metaboliten, neben der NAA und kynurenine, wurden beeinflusst durch den Verbrauch von Zucker. Als Nächstes sagt, Dus, plant das Forscherteam, wählen Sie unten, wie sich änderungen in diesen Metaboliten Auswirkungen auf die Gehirn, Veränderung der Nahrungsaufnahme und Auswirkungen auf andere Bedingungen, wie z.B. im Schlaf, lernen und Gedächtnis.