ความแตกต่างที่สำคัญ – เมตาโบโลมิกส์กับเมตาโบโนมิกส์
เมแทบอไลต์คือโมเลกุลขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมในเซลล์ เมตาโบไลต์รวมถึงตัวกลางเมแทบอลิซึม ฮอร์โมน เมตาโบไลต์ทุติยภูมิ โมเลกุลส่งสัญญาณ ฯลฯ พวกมันคือโมเลกุลที่ทำหน้าที่ของปฏิกิริยาทางชีวเคมีของเซลล์ ชุดเมแทบอไลต์ที่สมบูรณ์ของตัวอย่างทางชีวภาพหรือสิ่งมีชีวิตเดี่ยวเรียกว่าเมตาโบโลม เมตาโบโลมเป็นคอลเล็กชั่นไดนามิกที่เปลี่ยนแปลงทุกวินาทีภายในร่างกาย เมตาโบโลมิกส์และเมตาโบโนมิกส์เป็นคำศัพท์สองคำที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเมตาโบโลมของสิ่งมีชีวิต ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเมแทบอลิซึมและเมแทบอลิซึมคือเมตาโบโลมิกส์มีความกังวลเกี่ยวกับเมตาบอลิซึมภายในร่างกายตามปกติและการสร้างโปรไฟล์เมตาบอลิซึมที่ระดับเซลล์หรืออวัยวะ ในขณะที่เมแทบอลิซึมนั้นเกี่ยวข้องกับการขยายโปรไฟล์เมตาบอลิซึมด้วยข้อมูลการรบกวนของเมตาบอลิซึมเนื่องจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม โรค ลำไส้ จุลินทรีย์และการเปรียบเทียบโปรไฟล์การเผาผลาญ ฯลฯเมตาโบโลมิกส์ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนโดยแมสสเปกโตรเมทรี และเมตาโบโนมิกส์ใช้ NMR สเปกโทรสโกปีสำหรับการวิเคราะห์เมตาโบไลต์
เมตาโบโลมิกส์คืออะไร
Metabolomics คือการศึกษากระบวนการเผาผลาญที่เกิดขึ้นในเซลล์ สารชีวภาพ เนื้อเยื่อ หรือสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึงการระบุและการหาปริมาณของเมแทบอไลต์ในเซลล์โดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์และสถิติที่ดี เมตาโบโลมิกส์ถือเป็นการศึกษาที่สำคัญเนื่องจากเป็นการเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับเมแทบอลิซึมของสิ่งมีชีวิต
ในการศึกษาสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเมตาบอลิซึม metabolomics ใช้แมสสเปกโตรเมตรีเป็นแพลตฟอร์มการวิเคราะห์ แมสสเปกโตรเมทรีเผยให้เห็นประเภทของสารเมตาโบไลต์และความเข้มข้นของสารดังกล่าว ซึ่งสะท้อนถึงสถานะทางชีวเคมีที่แท้จริงของเซลล์หรือเนื้อเยื่อ ดังนั้นเมแทบอลิซึมจึงถือได้ว่าเป็นตัวแทนที่ดีที่สุดของฟีโนไทป์ของโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต เมตาโบโลมิกส์เป็นเทคโนโลยีโอมิกของโมเลกุลขนาดเล็กของสิ่งมีชีวิตและเปรียบเทียบกับการศึกษาโอมิกอื่นๆ เมแทบอลิซึมมีความสำคัญมากเนื่องจากสะท้อนถึงสถานะปัจจุบันของปฏิกิริยาทางชีวเคมีของเซลล์โดยตรง
เมตาโบโลมิกส์ยังถือได้ว่าเป็นส่วนขยายของโปรตีโอมิกส์เพราะสร้างขึ้นจากกิจกรรมของเอ็นไซม์ที่เป็นโปรตีนดังแสดงในรูปต่อไปนี้
รูปที่ 01: โครงการเมตาโบโลมิกส์
เมตาโบโนมิกส์คืออะไร
เมตาโบโนมิกส์ถูกกำหนดให้เป็นการวัดเชิงปริมาณของการตอบสนองเมแทบอลิซึมแบบหลายพารามิเตอร์ ณ เวลาที่กำหนดซึ่งสัมพันธ์กับความเครียดทางพยาธิสรีรวิทยาหรือการดัดแปลงทางพันธุกรรม มักใช้กับการศึกษาเกี่ยวกับโภชนาการของมนุษย์และการตอบสนองต่อยาหรือโรค แนวทางนี้ริเริ่มโดย Jeremy Nicholson ที่ Imperial College, London และมีการใช้ในหลายสาขา เช่น พิษวิทยา การวินิจฉัยโรค โภชนาการ ฯลฯ ในอดีต metabonomics เป็นหนึ่งในวิธีการแรกที่ใช้ขอบเขตของชีววิทยาระบบในการศึกษา ของการเผาผลาญ
เมตาโบโนมิกส์มีความกังวลเกี่ยวกับการเปรียบเทียบโปรไฟล์ทางชีวเคมีมากกว่าการระบุสารประกอบเมตาบอลิซึมแต่ละตัวในเมตาบอลิซึม ดังนั้น metabonomics สามารถกำหนดเป็นส่วนย่อยของ metabolomics โดยเน้นที่การเปรียบเทียบรูปแบบเมตาบอลิซึมของประชากรกลุ่มต่างๆ ที่เกี่ยวกับโรค ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม การดัดแปลงพันธุกรรม โภชนาการ ยา ฯลฯ เป็นหลัก เนื่องจากสารเมตาบอไลต์เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีที่บ่งบอกถึงสภาวะของโรค ผลกระทบของยา ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม การสัมผัสกับสารพิษ, เป็นต้น
การศึกษาเมตาโบโนมิกเปิดเผยทั้งเมตาโบไลต์ภายในเซลล์และนอกเซลล์ ใช้เทคนิคปริมาณงานสูงเพื่อวิเคราะห์เมตาบอไลต์จำนวนมากพร้อมกันและซ้ำๆ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบสถานะทางสรีรวิทยาของเซลล์ได้ชั่วคราว นอกจากนี้ยังเผยให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างสารเมตาบอไลต์และสถานะทางพยาธิวิทยาของสิ่งมีชีวิต เพื่อสนับสนุนการศึกษาเมตาโบโนมิก สามารถใช้จีโนมและโปรตีโอมิกได้เนื่องจากมีความสัมพันธ์กันดังแสดงในรูปด้านบน
Metabolomics กับ Metabonomics ต่างกันอย่างไร
เมตาโบโลมิกส์กับเมตาโบโนมิกส์ |
|
| เมตาโบโลมิกส์คือการศึกษาชุดเมตาโบไลต์ที่สมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิต | เมตาโบโนมิกส์เป็นการศึกษาเชิงปริมาณของการตอบสนองเมแทบอลิซึมแบบหลายพารามิเตอร์ของระบบสิ่งมีชีวิตแบบชั่วคราวต่อสิ่งเร้าทางพยาธิสรีรวิทยาหรือการดัดแปลงพันธุกรรม |
| ความกังวลหลัก | |
| เมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับการสร้างโปรไฟล์เมตาบอลิซึมและการระบุเมตาโบไลต์แต่ละตัวที่มีอยู่ในเซลล์มากขึ้น | เมตาโบโนมิกส์มีความกังวลเกี่ยวกับการเปรียบเทียบเมตาโบไลต์หรือรูปแบบการเผาผลาญของประชากรที่สัมพันธ์กับการดัดแปลงพันธุกรรม โรค ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม สิ่งเร้าทางพยาธิวิทยา ยา ฯลฯ |
| ข้อมูล | |
| เมแทบอลิซึมมุ่งเน้นไปที่เมแทบอลิซึมภายในร่างกายเป็นหลัก | เมตาโบโนมิกส์ไม่ได้จำกัดอยู่ที่เมแทบอลิซึมภายในร่างกาย ขยายไปสู่การค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับการรบกวนของการเผาผลาญที่เกิดจากปัจจัยภายในและภายนอก เช่น รูปแบบของอาหาร สารพิษ กระบวนการของโรค ฯลฯ |
| เครื่องมือวิเคราะห์ | |
| มันใช้แมสสเปกโตรเมตรีเป็นแพลตฟอร์มการวิเคราะห์ที่สำคัญ | Metabonomics ใช้ NMR spectroscopy เป็นแพลตฟอร์มการวิเคราะห์หลัก |
สรุป – เมตาโบโลมิกส์กับเมตาโบโนมิกส์
เมตาโบโลมแสดงถึงชุดของโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกว่าสารเมตาโบไลต์ที่มีอยู่ในเซลล์หรือในสิ่งมีชีวิต เมตาโบโลมิกส์คือการศึกษาเมตาโบโลมทั้งหมดเพื่อสร้างโปรไฟล์เมตาบอลิซึมเมตาโบโลมิกส์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดสถานะทางสรีรวิทยาที่แท้จริงของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตได้ เมตาโบโนมิกส์เป็นส่วนหนึ่งของเมตาโบโลมิกส์ซึ่งขยายเพื่อดึงข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองเมแทบอลิซึมแบบหลายพารามิเตอร์ของระบบสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งเร้าทางพยาธิสรีรวิทยาและการดัดแปลงทางพันธุกรรม เมตาโบโนมิกส์ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการสร้างโปรไฟล์เมตาบอลิซึมของแต่ละคน เช่น เมตาโบโลมิกส์เท่านั้น มันเปรียบเทียบรูปแบบการเผาผลาญที่สัมพันธ์กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม โรค สารพิษ ฯลฯ ทั้งเมตาโบโลมิกส์และเมตาโบโนมิกส์เกี่ยวข้องกับการศึกษาเมแทบอไลต์ของสิ่งมีชีวิตเพื่อวัดสถานะทางสรีรวิทยาที่แท้จริงของเซลล์ ดังนั้น บางครั้งทั้งสองคำนี้จึงถือเป็นคำพ้องความหมาย โดยไม่คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างเมตาโบโลมิกส์และเมตาโบโนมิกส์