قائم مقام رئیس بنیاد ملی نخبگان:
سلولها انرژی مورد نیاز DNA را از یک سیستم پنهان تأمین میکنند
به گزارش خبرگزاری آنا؛ این کشف نهتنها درک ما از زیستشناسی سلولی را دگرگون میکند، بلکه نشان میدهد درون سلولها نوعی «مسیر اختصاصی انتقال انرژی» وجود دارد که پیشتر شناسایی نشده بود. مطالعه منتشر شده در ژورنال «نیچر» (Nature) نشان میدهد که هسته، که محل نگهداری و خوانش «ژنوم» (Genome) است، بهجای انتظار برای رسیدن انرژی، مستقیماً آن را از منبع اصلی دریافت میکند؛ سازوکاری که پیامدهای گستردهای برای فهم بیماریها و فرآیندهای رشد دارد.
هسته؛ مرکز فرماندهی پرمصرف
در هر سلول، هسته بهعنوان بخش اصلی نگهداری اطلاعات ژنتیکی عمل میکند. تمام فرآیندهای حیاتی مانند فعالسازی ژنها، همانندسازی «دیانای» (DNA) و بستهبندی مجدد آن، به مقدار زیادی انرژی شیمیایی نیاز دارند. پژوهشهای اخیر نشان میدهد که مصرف انرژی در هسته بسیار بیشتر از برآوردهای پیشین است.
این انرژی عمدتاً توسط «میتوکندری» (Mitochondria) تأمین میشود؛ ساختارهایی که بهعنوان نیروگاههای سلولی شناخته میشوند و مولکولی به نام «آدنوزین تریفسفات» (ATP) تولید میکنند. این مولکول سوخت اصلی تقریباً تمام فعالیتهای سلولی است. تا پیش از این، تصور میشد ATP بهسادگی در محیط سلول پخش شده و به هسته میرسد. اما این فرض اکنون به چالش کشیده شده است.
اتصال مستقیم؛ کشفی فراتر از انتظار
گروهی از پژوهشگران به سرپرستی «ایوان منندز-مونتس» (Ivan Menéndez-Montes)، هنگام بررسی علت توقف تقسیم سلولهای قلبی، با پدیدهای غیرمنتظره روبهرو شدند. آنها مشاهده کردند که میتوکندریها بهصورت آزاد در اطراف هسته شناور نیستند، بلکه بهطور مستقیم به منافذ موجود در غشای هسته متصل شدهاند.
این منافذ که «منافذ هستهای» (Nuclear Pores) نام دارند، مسیر عبور مولکولها به داخل و خارج هسته هستند. بررسیها نشان داد که یک پروتئین موجود روی سطح میتوکندری با یک پروتئین رشتهمانند در اطراف این منافذ تعامل برقرار میکند و همین اتصال، میتوکندری را در مجاورت مستقیم هسته نگه میدارد. اگرچه پیشتر تماس میتوکندری با سایر ساختارهای سلولی شناخته شده بود، اما اتصال پایدار و مستقیم آن به منافذ هستهای در سلولهای سالم، پدیدهای کاملاً جدید محسوب میشود.
انتقال هدفمند انرژی، نه انتشار تصادفی
نتایج این پژوهش نشان داد فاصله میان میتوکندری و هسته نقش تعیینکنندهای در تأمین انرژی دارد. زمانی که پژوهشگران میتوکندری را تنها ۵۰۰ نانومتر از هسته دور کردند، این اندازه فاصلهای بسیار ناچیز در مقیاس سلولی است؛ میزان انرژی درون هسته تقریباً به صفر رسید.
در مقابل، زمانی که میتوکندری در تماس مستقیم با هسته باقی میماند، سطح انرژی درون آن ثابت و کافی بود. این در حالی است که خود میتوکندری همچنان به تولید انرژی ادامه میداد، اما این انرژی دیگر به هسته منتقل نمیشد. این یافته نشان میدهد که انتشار آزاد انرژی در سلول برای تأمین نیازهای هسته کافی نیست و وجود یک مسیر مستقیم انتقال ضروری است.
قطع اتصال؛ پیامدهایی مرگبار
برای درک بهتر نقش این اتصال، پژوهشگران بهطور هدفمند آن را مختل کردند. آنها با دستکاری ژنتیکی، سلولها و سپس موشهایی ایجاد کردند که در آنها اتصال میان میتوکندری و هسته قطع شده بود، بدون آنکه تولید انرژی در میتوکندری متوقف شود.
نتایج بسیار قابلتوجه بود. جنینهای موش که فاقد این اتصال بودند، پیش از تولد از بین رفتند و دچار ناهنجاریهای شدید در قلب و سیستم عصبی شدند. این امر نشان میدهد که همین اتصال کوچک، نقش حیاتی در فرآیندهای پیچیده رشد ایفا میکند.
پدیدهای فراگیر در تمام سلولها
اگرچه این پژوهش با تمرکز بر سلولهای قلبی آغاز شد، اما بررسیهای بیشتر نشان داد که این نوع اتصال در انواع مختلف سلولها وجود دارد. بهنظر میرسد این سازوکار بخشی بنیادین از ساختار سلولهای پیچیده در موجودات مختلف، از جمله حیوانات، گیاهان و قارچها باشد. پژوهشگران معتقدند آنچه تاکنون کشف شده، تنها بخشی از یک سیستم گستردهتر است که در سالهای آینده ابعاد بیشتری از آن آشکار خواهد شد.
پیامدهای پزشکی؛ افقهای تازه
این کشف نشان میدهد که هسته برای تأمین انرژی خود به یک ارتباط مستقیم با میتوکندری متکی است. چنین ارتباطی میتواند تعیینکننده سرنوشت سلولها باشد؛ از بلوغ آنها گرفته تا رشد کامل یک جنین. از منظر پزشکی، این یافته پرسشهای مهمی را مطرح میکند. اگر این اتصالات در بیماریها دچار اختلال شوند، آیا میتوان با بازسازی آنها به درمان بیماریهایی مانند بیماریهای قلبی، سرطان یا اختلالات مرتبط با پیری کمک کرد؟ با توجه به اینکه این سازوکار در اغلب سلولها وجود دارد، دامنه تأثیر این کشف میتواند بسیار گسترده باشد و مسیرهای جدیدی برای پژوهشهای آینده فراهم کند.
تصویری تازه از عملکرد درونی سلولها
این یافته نشان میدهد که حیات سلولی نه بر پایه تصادف، بلکه بر اساس نظمی دقیق و هدفمند استوار است. اکنون، با آشکار شدن این ارتباط پنهان، افقهای جدیدی برای درک عمیقتر از زیستشناسی و درمان بیماریها گشوده شده است؛ افقهایی که میتوانند آینده پزشکی را دگرگون کنند.
انتهای پیام/
