1930'larda bilim insanları, gençken kısıtlı diyetle beslenen su pireleri ve sıçanların daha uzun yaşadığını fark etti. Aynı etki o zamandan beri meyve sineklerinde ve farelerde de ortaya çıktı. Bilmediğimiz şey, bebeklikte yenen bir yemeğin sağlığı haftalar, aylar, hatta yıllar sonra nasıl etkileyebildiğiydi. Yakın zamanda yapılan bir Nature çalışması cevabı bulmuş olabilir.

Japonya'nın Kobe kentindeki RIKEN Biyosistem Dinamikleri Araştırma Merkezi'nde biyolog olan Fumiaki Obata liderliğindeki bir ekip, meyve sineklerinin larva olarak ne yediğinin kaydını yetişkinliğe taşıyan ve ne kadar uzun yaşayacaklarını etkileyen bir protein buldu.

Laboratuvar meyve sinekleri, maya ve şeker karışımıyla beslenir; maya onların ana protein kaynağıdır. Obata, "Diyetteki sadece maya konsantrasyonunu yüzde sekizden yüzde bir veya ikiye düşürdük" diye açıklıyor. Bu düşük proteinli diyet, larva döneminin yaklaşık yarısında uygulandı. Sinekler pupadan yetişkin olarak çıktıktan sonra standart yeme döndüler.

Obata'nın deneyinde, protein kısıtlı sinekler, hem erkekler hem de dişiler, iyi beslenen kardeşlerinden daha uzun yaşadı. Ancak bunun bir bedeli vardı. Sinekler daha solgun ve hafifti, bazen yüzde 28 daha az ağırlığa sahipti. Dişiler ayrıca daha az yumurta bıraktı.

Obata, "Aslında bu çok yaygın. Üreme ve yaşam süresi her zaman bir denge ilişkisi içindedir" diyor. "Bu, erken yaşam diyet kısıtlamasında da geçerli. Daha az yumurtaları var ve biraz daha küçükler. Ancak yaşam süreleri uzuyor."

Ancak bu tipik denge, hikayenin tamamı değildi. Ekip, düşük mayalı larva yemine proteinlerin yapı taşları olan amino asitleri geri eklediğinde, yaşam süresi artışı kayboldu. Bir şekilde, yetişkin sineklerin vücutları larva olarak ne kadar protein yediklerini hatırlıyordu. Obata ve meslektaşları buna beslenme hafızası adını verdi ve bu hafızanın vücutta tam olarak nerede saklandığını bulmaya koyuldu.

Düşük proteinli ve standart diyetlerle yetiştirilen yetişkin sineklerdeki gen aktivitesini karşılaştırmak, erken protein alımı hakkındaki bilgiyi depolayabilecek yaklaşık 100 aday protein ortaya çıkardı. Obata, "Temel olarak tek tek gidip hangisinin önemli olacağını kontrol ettik" diyor.

Aramayı daraltmak için ekip, yetişkin bir sineğin vücudundaki hangi proteinlerin larva olarak yediği yemekten yapıldığını söylemek için larva yemini etiketledi. Larvalar, iki amino asidin, lizin ve arginin, karbon ve nitrojen atomlarının daha nadir, daha ağır izotoplarıyla yapıldığı sentetik bir diyetle yetiştirildi. Larvalar yetişkin sinekler haline geldiğinde, ekip farklı, daha hafif izotoplarla etiketlenmiş ikinci bir amino asit seti içeren yeme geçti.

Ardından araştırmacılar, sineklerin kafalarından protein parçalarını tartmak için kütle spektrometrisi kullandı. Aynı protein parçası, larva veya yetişkin yemeğinden yapılıp yapılmadığına bağlı olarak birkaç birim daha ağır veya daha hafif olarak kaydedilebilir. Obata, "Bu temel olarak sadece bu kararlı izotop deneyiyle başarılabilir" diyor.

Yetişkinliğin üçüncü gününde, sineklerin kafalarındaki proteinlerin neredeyse yüzde 64'ü hala larvalar tarafından yenen amino asitlerden yapılmıştı. Altıncı günde bu sadece yaklaşık yüzde 46'ya düştü. Bunlar arasında öne çıkanlar, diğer tüm proteinleri yapan kompleksin bir parçası olan ribozomal proteinlerdi. Larva olarak protein kısıtlı diyetle beslenen sineklerde bunlardan daha az vardı ve yetişkinliklerinin ilk haftasında yeni proteinleri daha yavaş yaptılar.

Bu hemen bir soruyu gündeme getirdi. Sinekler bir pupa kılıfı içinde metamorfozdan geçer ve pupalar yemek yemez. Dolayısıyla yetişkin ribozomal proteinlerinde son bulan larva amino asitleri metamorfoz sırasında bir yerde depolanmalıydı ve onları tutan şey larvaların ne kadar protein yediğine duyarlı olmalıydı.

Ekip, hem larva diyetine yanıt veren hem de yetişkinliğe kadar hayatta kalan bir protein aramaya başladı. Ve onu buldular.

Bu, larva serum proteini 2 veya Lsp2 adlı bir proteindi. Larvalar, yemeyi bıraktıklarında metamorfoz için bir kiler olarak onu stoklar. Obata, "Sinekler bu Lsp2'yi erken yaşamda yoğun olarak ifade eder" diyor. "Ve bu Lsp2 proteininin bir miktar devredildiğini biliyorduk."