p Não faz muito tempo, os cientistas apostaram no número de genes do genoma humano. Algumas apostas variaram para mais de 100, 000 genes presentes. Uma vez que a sequência do genoma humano foi concluída, um projeto liderado em parte pelo McDonnell Genome Institute da Washington University School of Medicine em St. Louis, até mesmo a estimativa mais baixa de 25, 947 provou estar acima do número verdadeiro. p Agora, quase 15 anos depois, cientistas da Universidade de Washington estão vendo uma tendência remanescente no mais novo tipo de big data conhecido como metabolômica. Eles estimam que o número de metabólitos presentes em um conjunto de dados pode ser 90 por cento menor do que o estimado anteriormente.

p O estudo foi publicado online em 15 de setembro em Química Analítica .

p Como seu antecessor genômico, a metabolômica busca traçar o perfil de todos os metabólitos presentes em uma amostra. Ao contrário dos genes, Contudo, os metabólitos não são feitos de blocos de construção comuns e são muito mais diversificados quimicamente. Metabólitos familiares incluem moléculas como glicose e colesterol, muitos dos quais são produtos da dieta. Assim, tentar determinar o número exato de metabólitos em humanos tem sido um grande desafio. Por causa de sua forte dependência nutricional, alguns cientistas argumentaram que essa não é a pergunta relevante a se fazer.

p Há interesse em medir metabólitos há quase tanto tempo quanto há interesse na saúde humana. A análise da glicose no diabetes provavelmente data de séculos atrás. Punhados de outros metabólitos têm sido usados ​​para diagnosticar doenças amplamente conhecidas como "erros inatos do metabolismo" desde os anos 1960. A metabolômica tenta medir todos esses metabólitos, e mais. A questão é:quantos mais existem?

p O cenário para a metabolômica foi montado com o advento de dispositivos sofisticados chamados espectrômetros de massa. Esses instrumentos são como pequenas escalas que podem medir o peso das moléculas, como açúcares. Usando bancos de dados e algoritmos computacionais, os cientistas podem converter pesos medidos em nomes compostos, como a glicose.

p Uma década atrás, quando a metabolômica começou a se tornar popular, os cientistas ficaram surpresos ao descobrir que o número de sinais em um experimento metabolômico típico excede em muito o número de metabólitos conhecidos nos livros de bioquímica. Disse Gary Patti, professor associado de química em Artes e Ciências e autor sênior do estudo:"Claro, a reação automática é presumir que a maioria dos sinais que não retornam correspondências nos bancos de dados correspondem a metabólitos desconhecidos que nunca foram relatados antes. "

p As implicações de tal suposição são importantes:dezenas de milhares de metabólitos ainda precisam ser descobertos, uma ordem de magnitude a mais do que o que está incluído em seu gráfico de parede comum de metabolismo abrangente (veja a imagem abaixo).

p "É rotina detectar dezenas de milhares de sinais na metabolômica, mas apenas 1, 000 a 2, 000 foram identificados em qualquer experimento até o momento, "disse Nathaniel Mahieu, um pós-doutorado no laboratório de Patti, quem conduziu o estudo.

p Disse Patti:"A pergunta de um milhão de dólares é:a quantos metabólitos todos esses sinais metabolômicos correspondem de fato?"

p Mahieu e Patti, que foi anunciado na semana passada como premiado com um prêmio de oito anos, Concessão inaugural de $ 5,85 milhões em saúde ambiental do National Institutes of Health, desenvolveu novas abordagens experimentais e computacionais para interrogar conjuntos de dados metabolômicos. Eles chegaram a uma conclusão surpreendente. Eles descobriram que o número real de metabólitos em uma análise metabolômica típica pode ser um décimo do tamanho sugerido anteriormente, com muitos dos dados provenientes de "ruído". Milhares de sinais surgem de contaminação, artefatos, e algo chamado "degenerescência" - digamos, quando um metabólito mostra tantos sinais diferentes. A equipe de pesquisa descobriu que alguns metabólitos aparecem como mais de 150 sinais.

p "Acontece que mais de 90 por cento dos sinais que vemos nos dados de E. coli são essencialmente ruído, "Mahieu disse." Isso reduz muito o número de metabólitos desconhecidos que pensávamos estar detectando. "

p "Eu acho que isso é uma espécie de alerta, uma verificação da realidade se você quiser, sobre o que a metabolômica sugere sobre o tamanho do metaboloma, "Patti disse." Eu acredito que é uma coisa boa. Isso significa que estamos muito mais perto de compreender o metabolismo do que provavelmente pensávamos que estávamos. "

p Quanto à próxima etapa, O laboratório de Patti pretende estender suas técnicas a amostras humanas.

p "O objetivo final é fazer experimentos análogos para humanos, "Patti disse." Nosso trabalho aqui é um importante passo em frente. "

p Então, o que todos esses sinais de ruído significam para outros cientistas que realizam a metabolômica? O laboratório Patti começou a curar o que eles chamam de "conjuntos de dados de referência" em um banco de dados chamado creDBle (creDBle.wustl.edu). Eles esperam que isso facilite os experimentos para outros cientistas que realizam a metabolômica.

p "A forma como a metabolômica é realizada atualmente é terrivelmente ineficiente. Perdemos muito tempo tentando interpretar os sinais que fornecem uma visão biológica mínima, "Mahieu disse." Esperamos que esses conjuntos de dados de referência no creDBle ajudem a evitar que os cientistas tenham que identificar os mesmos sinais de ruído repetidamente, agora que os anotamos. "