ЯМР-МЕТАБОЛОМИКА: ИНСТРУМЕНТ АНАЛИЗА БИОХИМИЧЕСКОГО ОТВЕТА ЖИВЫХ СИСТЕМ

Метаболомика - важный элемент системной биологии, анализирующий состояние живого организма на основе определения качественного и количественного состава низкомолекулярных метаболитов - продуктов биохимических процессов в тканях и биологических жидкостях. Состав метаболитов зависит от биохимических процессов на всей цепочке геном - транскрпитом - протеом - метаболом. Он лучше всего позволяет получить информацию о реакции организма на различные факторы, среди которых как внешние условия (например, состав питания, стресс и т.п.), так и внутренние (в т.ч. генетические нарушения или наличие заболеваний). Метаболом млекопитающих включает более 30 тыс. индивидуальных низкомолекулярных соединений с огромным химическим разнообразием и диапазоном изменения их концентраций. Для идентификации метаболитов, представленных в малой концентрации, используют методы хромато-масс-спектрометрии, обладающие высокой чувствительностью. Для идентификации и количественного определения метаболитов, представленных в биологических жидкостях и тканях в большей концентрации, используют методы спектроскопии ЯМР. Этот метод выгодно отличается высокой воспроизводимостью результатов и простотой пробоподготовки. При изучении животных и человека наиболее доступным и информативным метаболомным исследованием является идентификации низкомолекулярных соединений в моче и крови. Методами ЯМР удаётся детектировать и определять концентрацию до 100 метаболитов в моче и около 60 в крови. В докладе представлены результаты изучения метаболомных профилей более 100 добровольцев, принимавших витамины Д, С, В1, В6, В9 и B12. Цель этого исследования, выполненного методом ЯМР, - поиск биомаркереров витаминного статуса человека, которые могут быть использованы для идентификации витаминной недостаточности и рационального подбора персонализированной витаминотерапии. Вторым направлением исследований является изучение нескольких генов, продукты которых участвуют в процессинге РНК или регуляции липидного обмена. Методами ЯМР проведено сравнительное исследование метаболома мышей, нокаутных по соответствующим генам, с метаболомом животных дикого типа. Проведенный анализ позволил установить связь между функциями этих генов и их фенотипическим проявлением.