Иономика
Иономика — это измерение общего элементного состава организма для решения биологических проблем. [ 1 ] [ 2 ] Вопросы физиологии , экологии , эволюции и многих других областей можно исследовать с помощью иономики, часто в сочетании с биоинформатикой, хемометрикой. [ 3 ] и другие генетические инструменты. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] организма Наблюдение за иономом — мощный подход к функциональному анализу его генов и генных сетей. Информация о физиологическом состоянии организма может быть выявлена и косвенно через его ионом, например дефицит железа в растении можно выявить, глядя на ряд других элементов , а не на само железо . [ 9 ] Более типичным примером является анализ крови, где ряд состояний, связанных с питанием или заболеванием , можно вывести из анализа этой единственной ткани на натрий , калий , железо , хлор , цинк , магний , кальций и медь . [ 10 ]
На практике общий элементный состав организма определяют редко. Количество и тип измеряемых элементов ограничены имеющимся оборудованием, предполагаемым значением рассматриваемого элемента и добавленной стоимостью измерения каждого дополнительного элемента. Кроме того, вместо всего организма можно измерить одну ткань, как в приведенном выше примере анализа крови , или, в случае растений , взять образец только листьев. [ 11 ] или семена. Это просто вопросы практичности. [ 9 ]
Для измерения элементного состава можно плодотворно использовать различные методы. Среди лучших — оптическая эмиссионная спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой (ICP-OES), [ 3 ] Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), рентгеновская флуоресценция (РФА), микроРФА на синхротроне, [ 12 ] и нейтронно-активационный анализ (NAA). Этот последний метод был применен для выполнения иономики при изучении рака молочной железы . [ 13 ] [ 14 ] колоректальный рак [ 15 ] и рак мозга . [ 16 ] Высокопроизводительное иономное фенотипирование создало потребность в системах управления данными для сбора, организации и обмена собранными данными с исследователями по всему миру. [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ланер Б., Гонг Дж., Махмудиан М., Смит Э.Л., Абид К.Б., Роджерс Э.Э., Герино М.Л., Харпер Дж.Ф., Уорд Дж.М., Макинтайр Л., Шредер Дж.И., Солт DE (2003) Профилирование питательных веществ и микроэлементов в геномном масштабе в Arabidopsis thaliana . Nat Biotechnol 21: 1215-1221. [1]
- ^ Salt DE (2004) Обновления по иономике. Физиология растений 136: 2451-2456.
- ^ Перейти обратно: а б Котрим, Г.С.; Сильва, DM; Граса, Япония; Оливейра-младший, А; Кастро, К; Зоколо, Дж.Дж.; Ланн, Лос-Анджелес; Хоффманн-Кампо, CB (2023). «Реакция метаболома Glycine max (L.) Merr. (Соевые бобы) на доступность калия» . Фитохимия . 205 : 113472. doi : 10.1016/j.phytochem.2022.113472 . ISSN 0031-9422 . ПМИД 36270412 . S2CID 253027906 .
- ^ Eide DJ, Clark S, Nair TM, Gehl M, Gribskov M, Guerinot ML , Harper JF (2005). Характеристика ионома дрожжей: полногеномный анализ гомеостаза питательных веществ, минералов и микроэлементов у Saccharomyces cerevisiae. Геном Биол 6:R77. [2]
- ^ Робинсон А.Б., Полинг Л. (1974) Методы ортомолекулярной диагностики. Клин Чем 20: 961-965. [3]
- ^ Рус А., Бакстер И., Мутукумар Б., Гастин Дж., Ланер Б., Якубова Е. и Солт Д.Э. (2006)Природные варианты AtHKT1 усиливают накопление Na+ в двух диких популяциях Arabidopsis. PLoS Генет 2(12): e210. [4]
- ^ Бакстер I, Мутукумар Б., Парк ХК, Бухнер П., Ланер Б., Данку Дж., Чжао К., Ли Дж., Хоксфорд М.Дж., Герино М.Л. , Солт DE (2008). Изменение содержания молибдена в широко распространенных популяциях Arabidopsis thaliana контролируется митохондриальный переносчик молибдена (MOT1). PLoS Genet 4(2): e1000004. [5]
- ^ Ватанабэ Т., Бродли М.Р., Янсен С., Уайт П.Дж., Такада Дж., Сатаке К., Такамацу Т., Туах С.Дж., Осаки М. (2007)Эволюционный контроль элементного состава листьев растений. Новая Физиол 174: 516-523. [6]
- ^ Перейти обратно: а б Бакстер, И. (2009) Иономика: изучение социальной сети минеральных питательных веществ. Curr Opin Plant Biol; 12 (3): 381-6. [7]
- ^ Броуди, Том. Пищевая биохимия. Сан-Диего: Академик Пресс, 1998.
- ^ Пиллон Ю., Пети Д., Гади К., Субран М., Жуссен Э. и Саладин Г. (2019). Иономика предполагает различия в нишах симпатрических вересковых (Ericaceae). Растение и почва, 434(1-2), 481-489. https://doi.org/10.1007/s11104-018-3870-8
- ^ Янг Л.В., Весткотт Н.Д., Аттенкофер К., Рини М.Дж. (2006). Высокопроизводительное определение концентрации металлов в цельных интактных семенах Arabidopsis thalianase с использованием синхротронной рентгенофлуоресцентной спектроскопии. Дж. Синхротронное излучение 13: 304–313. [8] [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Гарг А.Н., Сингх В., Вегинвар Р.Г., Сагдео В.Н. (1994). Исследование элементной корреляции в раковой и нормальной тканях молочной железы с последовательными клиническими стадиями с помощью нейтронно-активационного анализа. Биол Трейс Элем Рес 46: 185-202.
- ^ Нг К.Х., Онг Ш., Брэдли Д.А., Луи Л.М. (1997). Дискриминантный анализ нормальной и злокачественной ткани молочной железы на основе исследования концентрации элементов INAA. Appl Radiat Isot 48: 105-109. 2&_cdi=5296&_user=29441&_orig=search&_coverDate=01%2F31%2F1997&_sk=999519998&v iew=c&wchp=dGLbVzW-zSkWz&md5=4518026bdf3dd2556b557736207f4291&ie=/sdarticle.pdf
- ^ Шенберг С., Фельдштейн Х., Корнелис Р., Меес Л., Версик Дж., Ванбалленберг Л., Кафмейер Дж., Маенхаут В. (1995). Br, Rb, Zn, Fe, Se и K в крови больных колоректальным раком по данным INAA и PIXE. J Trace Elem Med Biol 9: 193-199.
- ^ Андраши Э, Сухайда М, Сарай I, Безур Л, Эрнией Л, Реффи А (1993). Концентрация элементов в мозге человека : мультиформная глиобластома . Sci Total Environ 139–140: 399–402.
- ^ Бакстер И., Уззани М., Оркун С., Кеннеди Б., Джандьяла С.С., Солт Д.Э. (2007) Система управления информацией по иономике Purdue (PIIMS): интегрированная платформа функциональной геномики. Плант Физиол 143: 600-611. [9]
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ionomicshub (iHUB) — это совместная международная сеть по иономике [10].