Nowe badania przeprowadzone przez grupę naukowców z Wydziału Biochemii Medycznej i Biofizyki (MBB) przy Karolinska Institutet przynoszą odkrywcze wnioski dotyczące izotopów lekkich pierwiastków, takich jak węgiel, wodór, azot i tlen. Przeczą one dotychczasowym poglądom, sugerując, że te izotopy posiadają znacznie większą siłę, niż dotychczas sądzono. Badanie to może radykalnie zmienić postrzeganie ich wpływu na reakcje biochemiczne i znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach nauki.

Tradycyjnie sądzono, że wpływ izotopów na procesy biochemiczne jest pokrewny różnicy mas między nimi. Na przykład pewny niewielki procentowy rozstrzał w masie między konwencjonalnymi a ultralekkimi enzymami przypuszczano, że skutkuje jedynie minimalnym efektem kinetycznym - nie przekraczającym 1%. Jednak, jak dowiodło najnowsze badanie, rzeczywisty wpływ izotopów może być znacznie większy, osiągając nawet 250-300%. Tak pokaźna dysproporcja rzuca nowe światło na potrzebę przewartościowania dotychczasowych przekonań i uwzględnienia wpływu izotopów we wszelkich badaniach.

Okazuje się, że szereg dotychczasowych badań naukowych, opierających swoje symulacje na dynamice molekularnej, mogło pomijać kluczowy czynnik – skład izotopowy. Efektem tych odkryć jest konieczność rewidowania wyników i hipotez przez badaczy w kontekście nowo ujawnionych właściwości izotopów.

Profesor Roman Zubarev, dyrektor badawczy Grupy Romana Zubarewa w MBB, zwraca uwagę na znaczenie tych odkryć dla przyszłości nie tylko chemii i biochemii, ale również biologii i medycyny. Jego zespół zidentyfikował konkretne obszary, w których nowe rozumienie izotopów może znaleźć zastosowanie. Jednym z nich jest produkcja enzymów ultralekkich poprzez ekspresję w E. coli hodowanej w środowisku zubożonym izotopowo, co znacznie poprawia ich działanie. Innym obszarem są badania nad organizmami ultralekkimi, takimi jak C. elegans, które hodowane w specjalnym środowisku szybciej rosną, ale również szybciej się starzeją i umierają.

Odkrycia te zwracają również uwagę na wzrost zapotrzebowania na separację izotopów oraz zwiększone zainteresowanie technikami analizy stabilnych izotopów w białkach. Może to wymagać opracowania i udoskonalenia metod separacyjnych oraz analizy izotopów, aby móc wykorzystać pełen potencjał ultralekkich związków.

Rezultaty niniejszego badania otwierają nowe perspektywy i stawiają przed naukowcami wyzwanie ponownego zdefiniowania i uwzględnienia wpływu izotopów w swoich badaniach. Konsekwencje tego odkrycia mogą wykraczać poza dotychczasową wiedzą i dziedziny, oferując zupełnie nowe możliwości rozwoju nauki oraz przyczyniając się do postępu w różnorodnych obszarach.