Bestuderen hoe ons lichaam lipiden zoals vetzuren metaboliseert, triglyceriden, en cholesterol kan ons leren over hart- en vaatziekten, suikerziekte, en andere gezondheidsproblemen, evenals onthullen elementaire cellulaire functies. Maar het proces om te bestuderen wat er met lipiden gebeurt nadat ze zijn geconsumeerd, was tot nu toe zowel technologisch moeilijk als duur om te volbrengen.

Nieuw werk van Steven Farber van Carnegie en zijn afgestudeerde student Vanessa Quinlivan introduceert een methode die fluorescerende tagging gebruikt om lipiden in realtime te visualiseren en te meten terwijl ze worden gemetaboliseerd door levende vissen. Hun werk wordt uitgegeven door de Journal of Lipid Research .

"Lipiden spelen een vitale rol in de cellulaire functie, omdat ze de membranen vormen die elke cel omringen en veel van de structuren erin, " zei Quinlivan. "Ze maken ook deel uit van de cruciale samenstelling van hormonen zoals oestrogeen en testosteron, die berichten tussen cellen verzenden."

In tegenstelling tot eiwitten, de recepten voor verschillende lipide-bevattende moleculen zijn niet precies gecodeerd door DNA-sequenties. Een cel kan een genetisch signaal ontvangen om een ​​lipide op te bouwen voor een bepaald cellulair doel, maar het exacte type kan niet met een hoge mate van specificiteit worden aangegeven.

In plaats daarvan, lipidemoleculen zijn opgebouwd uit een reeks bouwstenen waarvan de combinaties kunnen veranderen afhankelijk van het soort voedsel dat we eten. Echter, lipidesamenstellingen variëren tussen cellen en celstructuren binnen hetzelfde organisme, dus voeding is niet de enige factor die bepaalt welke lipiden worden vervaardigd.

"Het begrijpen van de evenwichtsoefening in wat de lipiden van ons lichaam vormt - tussen beschikbaarheid op basis van wat we eten en genetische begeleiding - is erg belangrijk voor celbiologen, " legde Farber uit. "Er is groeiend bewijs dat deze verschillen een breed scala aan cellulaire processen kunnen beïnvloeden."

Bijvoorbeeld, Omega-3 vetzuren, dit zijn lipide-bouwstenen die worden aangetroffen in voedingsmiddelen zoals zalm en walnoten, waarvan bekend is dat ze vooral goed zijn voor de gezondheid van hart en lever. Er zijn aanwijzingen dat wanneer mensen omega-3-vetzuren eten, de celmembranen waarin ze zijn opgenomen, reageren minder snel op signalen van het immuunsysteem dan membranen die uit andere soorten lipiden bestaan. Dit heeft een ontstekingsremmend effect dat hart- of leveraandoeningen kan voorkomen.

Dankzij de methode van Farber en Quinlivan konden ze in dit soort verbanden duiken. Ze waren in staat om verschillende soorten lipiden te labelen, voer ze aan levende zebravissen, en kijk dan wat de vissen ermee deden.

"Als we de vissen een bepaald soort vet voeren, onze techniek stelde ons in staat om te bepalen in welke moleculen deze lipiden opnieuw werden samengesteld nadat ze waren afgebroken in de dunne darm en in welke organen en cellen deze moleculen terechtkwamen, ’ legde Farber uit.

De tags die ze gebruikten waren fluorescerend. Dus Farber en Quinlivan en hun team waren in staat om de vetten die ze hun zebravissen voedden onder de microscoop te zien gloeien terwijl ze werden afgebroken en opnieuw werden samengevoegd tot nieuwe moleculen in verschillende organen. Door verdere experimenten konden ze leren in welke soorten moleculen de afgebroken vetcomponenten waren verwerkt.

"Door microscopie en biochemie in hetzelfde experiment te kunnen doen, werd het gemakkelijker om de biologische betekenis van onze resultaten te begrijpen, " Quinlivan said. "We hope our method will allow us to make further breakthroughs in lipid biochemistry going forward."