Më i madh se sa është imagjinuar ndonjëherë shkenca
Në një studim të publikuar së fundmi, studiuesit në Departamentin e Biokimisë Mjekësore dhe Biofizikës (MBB) në Institutin Karolinska kanë vënë në pikëpyetje paradigmën e vjetër që rrethon izotopet e elementeve të lehta – karboni, hidrogjeni, azoti dhe oksigjeni. Këta izotopë tani janë shfaqur si më të fuqishëm se sa mendohej dikur.
Tradicionalisht, shkencëtarët besonin se efektet izotopike në reaksionet biokimike ishin pak a shumë proporcionale me ndryshimin në masë midis izotopeve. Për shembull, një ndryshim në masë prej 0,5% midis enzimave normale dhe ultra të lehta (molekulat me izotope të rënda të varfëruara 13 C, 2 H, 15 N dhe 18 O) duhet të japë një efekt kinetik jo më shumë se 1%. Megjithatë, studimi zbulon se efekti mund të jetë 250-300%, që është dy rend magnitudë më i madh se sa pritej, në varësi të temperaturës.
Simulimet e dinamikës molekulare, të përdorura gjerësisht në mijëra botime shkencore, kanë anashkaluar vazhdimisht përbërjen izotopike. Studiuesit tani duhet të rikalibrojnë rezultatet e tyre, duke llogaritur ndikimin e fshehur të izotopeve.
“Përbërjet izotopike të pastra, të tilla si enzimat, kanë veti superiore në krahasim me përbërjet konvencionale. Kjo prek jo vetëm kiminë dhe biokiminë, por edhe biologjinë dhe, ndoshta, mjekësinë,” thotë Roman Zubarev, profesor dhe udhëheqës i grupit kërkimor në Roman Zubarev Group në MBB.
Sipas Romanit, disa fusha të shkencës dhe teknologjisë mund të preken menjëherë.
“Së pari, enzimat ultra të lehta mund të prodhohen menjëherë nga shprehja në E. Coli të rritur në mjedise të varfëruara në mënyrë izotopike, siç kemi bërë në këtë punë. Këto enzima punojnë 2-3 herë më shpejt se enzimat përkatëse të shprehura nga i njëjti E. Coli, por të rritura në mjedise normale. Së dyti, aplikimi i efektit ultralight në biologji – mund të rriten organizma ultra të lehta dhe të studiohen vetitë e tyre devijuese. Për shembull, ne rritëm C. Elegans në E. coli ultra të lehtë dhe zbuluam se ata rriten më shpejt, por gjithashtu plaken dhe vdesin më shpejt. Së treti, fusha e ndarjes së izotopeve mund të shohë një kërkesë jashtëzakonisht të shtuar për shterimin e izotopeve të rënda.
“Metodat e reja, duke përfshirë kromatografinë, mund të kenë nevojë të zhvillohen për të përmbushur këtë kërkesë dhe për të ulur koston e komponimeve ultra të lehta. Më në fund, teknikat për të analizuar izotopet e qëndrueshme në proteina, të tilla si spektrometria e masës së raportit izotopik të transformimit të Fourierit, do të kenë interes të shtuar, “përfundon Roman.