1930 के दशक में वैज्ञानिकों ने देखा कि जल-पिस्सू और चूहों को बचपन में सीमित आहार दिया जाए तो वे अधिक समय तक जीवित रहते हैं। तब से यही प्रभाव फल-मक्खियों और चूहों में भी पाया गया है। लेकिन हमें यह नहीं पता था कि शैशवावस्था में खाया गया भोजन हफ्तों, महीनों या सालों बाद स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित कर सकता है। हाल ही में नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन ने शायद इसका जवाब ढूंढ लिया है।

जापान के कोबे स्थित RIKEN सेंटर फॉर बायोसिस्टम्स डायनामिक्स रिसर्च के जीवविज्ञानी फुमियाकी ओबाटा के नेतृत्व वाली एक टीम ने एक प्रोटीन खोजा है जो वयस्कता तक यह रिकॉर्ड ले जाता है कि फल-मक्खियों ने लार्वा के रूप में क्या खाया था, और यह प्रभावित करता है कि वे कितने समय तक जीवित रहती हैं।

प्रयोगशाला की फल-मक्खियों को खमीर और चीनी का मिश्रण खिलाया जाता है, जिसमें खमीर उनका मुख्य प्रोटीन स्रोत होता है। "हमने आहार में केवल खमीर की मात्रा घटाई, आठ प्रतिशत से एक या दो प्रतिशत तक," ओबाटा बताते हैं। यह कम-प्रोटीन आहार लार्वा अवधि के लगभग आधे हिस्से में शुरू किया गया। जैसे ही मक्खियाँ प्यूपा से वयस्क के रूप में निकलीं, उन्हें मानक भोजन पर वापस लौटा दिया गया।

ओबाटा के प्रयोग में, प्रोटीन-सीमित मक्खियाँ, नर और मादा दोनों, अपने अच्छी तरह खिलाए गए भाई-बहनों से अधिक जीवित रहीं। लेकिन इसकी एक कीमत चुकानी पड़ी। मक्खियाँ पीली और हल्की थीं, कभी-कभी 28 प्रतिशत कम वजन की। मादाओं ने कम अंडे भी दिए।

"यह वास्तव में बहुत आम है। प्रजनन और जीवनकाल हमेशा एक व्यापार-समझौते के रिश्ते में होते हैं," ओबाटा कहते हैं। "यह इस प्रारंभिक जीवन आहार प्रतिबंध में भी मामला है। उनके कम अंडे होते हैं और वे थोड़ी छोटी होती हैं। लेकिन उनका जीवनकाल बढ़ जाता है।"

हालाँकि, यह सामान्य व्यापार-समझौता पूरी कहानी नहीं थी। जब टीम ने अमीनो एसिड, जो प्रोटीन के निर्माण खंड हैं, को कम-खमीर वाले लार्वा भोजन में वापस मिलाया, तो जीवनकाल में वृद्धि गायब हो गई। किसी तरह, वयस्क मक्खियों के शरीर यह याद रखे हुए थे कि उन्होंने लार्वा के रूप में कितना प्रोटीन खाया था। ओबाटा और उनके सहयोगियों ने इसे पोषण संबंधी स्मृति कहा और यह पता लगाने निकले कि शरीर में यह स्मृति वास्तव में कहाँ रखी जाती है।

कम-प्रोटीन और मानक आहार पर पले वयस्क मक्खियों में जीन गतिविधि की तुलना करने पर लगभग 100 संभावित प्रोटीन सामने आए जो प्रारंभिक प्रोटीन सेवन की जानकारी संग्रहीत कर सकते थे। "हम मूल रूप से एक-एक करके जाँचते गए कि कौन महत्वपूर्ण होगा," ओबाटा कहते हैं।

खोज को संकीर्ण करने के लिए, टीम ने लार्वा भोजन को टैग किया ताकि पता चले कि वयस्क मक्खी के शरीर में कौन से प्रोटीन उस भोजन से बने थे जो उसने लार्वा के रूप में खाया था। लार्वा को एक सिंथेटिक आहार पर पाला गया जिसमें दो अमीनो एसिड, लाइसिन और आर्जिनिन, कार्बन और नाइट्रोजन परमाणुओं के दुर्लभ, भारी आइसोटोप से बनाए गए थे। जैसे ही लार्वा वयस्क मक्खियाँ बनीं, टीम ने दूसरे सेट के अमीनो एसिड वाले भोजन पर स्विच किया जो अलग, हल्के आइसोटोप से टैग किए गए थे।

फिर शोधकर्ताओं ने मक्खियों के सिर से प्रोटीन के टुकड़ों को तौलने के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग किया। एक ही प्रोटीन टुकड़ा कुछ इकाइयाँ भारी या हल्का दर्ज हो सकता था, यह इस पर निर्भर करता था कि वह लार्वा या वयस्क भोजन से बना था। "यह मूल रूप से केवल इस स्थिर आइसोटोप प्रयोग से ही संभव है," ओबाटा कहते हैं।

वयस्कता के तीन दिन बाद, मक्खियों के सिर में लगभग 64 प्रतिशत प्रोटीन अभी भी लार्वा द्वारा खाए गए अमीनो एसिड से बने थे। छठे दिन तक, यह केवल लगभग 46 प्रतिशत तक गिरा। इनमें प्रमुख थे राइबोसोमल प्रोटीन, जो उस जटिल तंत्र का हिस्सा हैं जो अन्य सभी प्रोटीन बनाता है। लार्वा के रूप में प्रोटीन-सीमित आहार खाने वाली मक्खियों में ये कम थे और उन्होंने वयस्कता के पहले सप्ताह में नए प्रोटीन धीमी गति से बनाए।

इसने तुरंत एक सवाल उठाया। मक्खियाँ प्यूपा केस के अंदर कायांतरण से गुजरती हैं, और प्यूपा खाते नहीं हैं। तो जो लार्वा अमीनो एसिड वयस्क राइबोसोमल प्रोटीन में समाप्त हुए, उन्हें कायांतरण के दौरान कहीं संग्रहीत किया गया होगा, और जो कुछ भी उन्हें रखता था उसे इस बात के प्रति संवेदनशील होना था कि लार्वा ने कितना प्रोटीन खाया था।

टीम एक ऐसे प्रोटीन की तलाश में निकली जो लार्वा आहार के प्रति प्रतिक्रिया देता हो और वयस्कता तक जीवित रहता हो। और उन्हें वह मिल गया।

यह लार्वल सीरम प्रोटीन 2, या Lsp2 नामक प्रोटीन था। लार्वा इसे कायांतरण के लिए एक पैंट्री के रूप में जमा करते हैं जब वे खाना बंद कर देते हैं। "मक्खियाँ प्रारंभिक जीवन में इस Lsp2 को भारी मात्रा में व्यक्त करती हैं," ओबाटा कहते हैं। "और हम जानते थे कि इस Lsp2 प्रोटीन का कुछ हिस्सा आगे भी चलता रहता है।"