Voor het eerst hebben onderzoekers, in hoge resolutie, de timing en locatie van vetopslag in de intacte cellen van fruitvliegen visueel gevolgd. De nieuwe optische beeldvormingstool van het laboratorium van bio-ingenieursprofessor Lingyan Shi aan de Universiteit van Californië in San Diego wordt al gebruikt om vaak besproken, maar mysterieuze verbanden tussen voeding en zaken als obesitas, diabetes en veroudering te ontrafelen. UC San Diego Jacobs School of Engineering is gepubliceerd in het tijdschrift Aging Cell.
Het door de bio-ingenieurs van UC San Diego ontwikkelde optische microscopieplatform is uniek. Het stelt de onderzoekers in staat om, in hoge resolutie in vetcellen, visueel te volgen hoe specifieke veranderingen in het dieet van invloed zijn op de manier waarop vliegen de energie van hun voedsel in vet omzetten. De tool stelt de onderzoekers ook in staat om het omgekeerde proces van het terugzetten van vet in energie te volgen. Bovendien kunnen de onderzoekers nu veranderingen in grootte visueel volgen in individuele “containers” voor vetopslag binnen de klasse van fruitvliegcellen die analoog zijn aan vetcellen (vetcellen) van zoogdieren.
In het nieuwe artikel in Aging Cell toonden de onderzoekers het vermogen aan om veranderingen in het vetmetabolisme (lipiden) in vliegen visueel te volgen nadat ze op een breed scala aan verschillende diëten waren gezet. De diëten omvatten caloriebeperkte diëten, eiwitrijke diëten en diëten met twee, vier en tien keer de suiker van een standaarddieet.
“Met ons nieuwe optische microscopiesysteem kunnen we zien waar en wanneer vetten worden opgeslagen en uit de opslag worden gehaald”, zegt Shi, de bio-ingenieursprofessor aan UC San Diego, de corresponderende hoofdauteur van het nieuwe artikel. “Dit is de eerste beeldtechnologie die het vetmetabolisme met hoge resolutie in zowel ruimte als tijd in individuele vetcellen kan visualiseren. We hebben aangetoond dat we zowel kunnen zien waar en wanneer het lipidenmetabolisme verandert in individuele vetlichaamscellen van fruitvliegen als reactie op dieet veranderingen.”
“De belangstelling voor het optimaliseren van het menselijke dieet is intens”, vervolgde Shi. “Mensen willen antwoorden op vragen als: ‘Wat zijn de beste diëten om veroudering te vertragen? Wat zijn de beste diëten om af te vallen? Wat zijn de beste diëten om de gezondheidsspanne te verlengen?’ Ik heb nog geen antwoorden op deze vragen, maar in mijn laboratorium ontwikkelen we nieuwe technologieën die ons dichter bij het beantwoorden van enkele van de grote voedingsvragen die er zijn, brengen.”
In het nieuwe werk in Aging Cell rapporteren de onderzoekers bijvoorbeeld een nieuwe manier om vragen te beantwoorden als:
In hoeverre verandert een specifiek dieet, zoals een eiwitrijk dieet, een dieet met veel suiker of een caloriebeperkt dieet, het proces van een fruitvlieg om energie van voedsel in vet om te zetten? En hoeveel invloed hebben dezelfde diëten op het proces van een fruitvlieg om vet weer in energie om te zetten?
advertentie
“We hebben deze tool ontwikkeld om ons te helpen de relaties tussen voeding en fenomenen zoals obesitas, diabetes, veroudering en een lang leven te ontwarren”, zegt Shi.
Het volgen van de grootte van vetdruppels in intacte fruitvliegcellen is een voorbeeld van wat mogelijk is met het nieuwe visualisatieplatform.
“De druppelgrootte is een manier om bij te houden hoeveel van het opgeslagen vet ‘omzet’ of weer wordt omgezet in energie. Dit is een belangrijk aspect van het lipidenmetabolisme en we hebben nu een hulpmiddel waarmee we veranderingen in de grootte kunnen volgen van specifieke lipidedruppeltjes in individuele cellen van fruitvliegjes”, zegt Yajuan Li, MD. PhD, die een postdoctoraal onderzoeker is in het Shi-lab van UC San Diego en de eerste auteur van het artikel in Aging Cell.
Zwaar water
Het nieuwe visualisatieplatform bouwt voort op een deel van Shi’s eerdere werk met behulp van een variatie op gewoon water, zwaar water of (D2O) genoemd. Zwaar water is letterlijk zwaarder dan gewoon water. Zware watermoleculen bevatten één zuurstofatoom zoals gewoon water. Maar in plaats van het paar waterstofatomen – de “H2” in “H20” – bevat zwaar water een paar zwaardere deuteriumatomen.
advertentie
Net als “gewoon” water wordt zwaar water vrijelijk opgenomen in cellen in levende organismen. Dus als de onderzoekers een fruitvlieg zwaar water geven, en die fruitvlieg energie uit zijn voedsel begint om te zetten in vetmoleculen om te worden opgeslagen, bevatten sommige van die vetmoleculen deuterium. Op deze manier biedt de prevalentie van deuteriumatomen in lipiden die zijn opgeslagen in de vetcellen van fruitvliegen een manier om te meten hoeveel vet die vlieg heeft opgeslagen.
Door het dieet van een vlieg te veranderen op hetzelfde moment dat je zwaar water introduceert, heb je een manier om te controleren hoe het dieet de lipidenomzet verandert. Meer details over hoe het systeem werkt, vindt u in dit profiel voor 2021, waarin Shi zei: “Wanneer we een nieuwe technologie ontwikkelen, een nieuwe tool, zal dit ons zeker inspireren om nieuwe biologische vragen te stellen.”
Als het gaat om het begrijpen van de verbanden tussen voedingssamenstelling en lipidenmetabolisme, brengen de nieuwe biologische vragen onderzoekers terug naar enkele van de oudste en meest intrigerende vragen over verbanden tussen voeding en obesitas, diabetes, veroudering en een lang leven.
NIH, Grant/Award-nummer: U54 pilot grant 2U54CA132378; Jacobs School of Engineering, Universiteit van Californië, San Diego; Hellman Fellow Award van UC San Diego
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Een nieuwe visualisatietechniek wordt gebruikt om vaak besproken, maar mysterieuze verbanden tussen voeding en zaken als obesitas, diabetes en veroudering te ontwarren.
Datum van publicatie: 20 april 2022
Bron: Klimaat | Top milieunieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–