این پروتئین می‌تواند به نجات جان انسان‌ها کمک کند

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از (سای تک دیلی)، مخمر‌ها در همه جا وجود دارند، از جمله در داخل و اطراف بدن ما، بسیار شبیه باکتری ها؛ و مانند باکتری ها، مخمر‌ها ممکن است شما را آلوده کرده و شما را بیمار کنند. تقریباً ۱۵۰ میلیون نفر در هر سال به مخمر مبتلا می‌شوند و حدود ۱.۷ میلیون نفر در اثر آن جان خود را از دست می‌دهند که عمدتاً افراد دارای نقص ایمنی هستند.

سلول‌های مخمر و سلول‌های سیستم ایمنی انسان از واکنش‌های شیمیایی بسیار مشابهی برای انتخاب زمان رشد استفاده می‌کنند.

محققان دانشگاه آریزونا تفاوت‌های جزئی را بین این دو نوع سلول کشف کرده‌اند که ممکن است تولید دارو‌های ضد قارچی را تشویق کند که ممکن است مخمر‌های بیماری‌زا را در بدن هدف قرار دهند و در عین حال از سیستم ایمنی محافظت کنند.

تحقیقات آن‌ها که در مجله eLife منتشر شد، نه تنها پیامد‌هایی برای تولید دارو دارد، بلکه چگونگی تکامل یک مسیر قدیمی کنترل رشد را که در همه موجودات چند سلولی وجود دارد در طول زمان روشن می‌کند.

مخمر با یک پروتئین فلورسنت قرمز که واکوئل را نشان می‌دهد - محفظه ذخیره مواد مغذی سلول - و یک پروتئین فلورسنت سبز نشانگر تجمعات TORC۱ که در سلول‌های فاقد Ait۱ تشکیل می‌شود.

دنیای علمی به خوبی می‌داند که یک کمپلکس پروتئینی به نام TORC۱ - مخفف Target of Rapamycin Kinase Complex ۱ - رشد سلولی را در هر چیزی از انسان گرفته تا مخمر تنظیم می‌کند. پروتئینی که این فرآیند را در مخمر‌ها آغاز می‌کند، اخیراً شناسایی شده و به آن Ait۱ می‌گویند. این یک سنسور مواد مغذی و تنظیم کننده TORC۱ است.

زمانی که Ait۱ به درستی کار می‌کند، TORC۱ را در سلول‌های مخمری که سلول‌ها فاقد مواد مغذی هستند، خاموش می‌کند و از رشد سلولی جلوگیری می‌کند.

اندرو کاپالدی، یکی از نویسندگان این مطالعه، استادیار دانشگاه می‌گوید: «Ait۱ به نوعی مانند دستی است که TORC۱ را در جای خود نگه می‌دارد، با انگشتی که به بالای آن می‌رسد و بسته به تعداد مواد مغذی یک سلول، TORC۱ را روشن و خاموش می‌کند. دانشگاه آریزونا، گروه زیست شناسی مولکولی و سلولی و عضو موسسه BIO۵.

آزمایشگاه Capaldi علاقه‌مند است که تعیین کند سلول‌ها چگونه استرس و گرسنگی را حس می‌کنند و سپس تصمیم می‌گیرند که با چه سرعتی رشد کنند. درک چگونگی تحریک TORC۱ در ارگانیسم‌های مختلف برای توسعه درمان برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها مهم است.

TORC۱ در ابتدا در مخمر کشف شد، اما برای فعال شدن سلول‌های سیستم ایمنی انسان برای ایجاد پاسخ نیز حیاتی است. وقتی TORC۱ آنطور که باید کار نمی‌کند، می‌تواند باعث ایجاد سرطان، دیابت و اختلالات عصبی مختلف از جمله صرع و افسردگی شود.

اگر TORC۱ بیش از حد فعال باشد، می‌تواند منجر به سرطان یا صرع شود. اگر کم کار باشد، می‌تواند باعث افسردگی شود. ما به این مقررات گلدیلاک می‌گوییم.

اما این واقعیت که بدن انسان مانند مخمر به مسیر TORC۱ وابسته است، مشکلی را ایجاد می‌کند.

کاپالدی می‌گوید اگر دانشمندان دارو‌هایی بسازند که با کنترل TORC۱ از رشد مخمر‌های بیماری‌زا جلوگیری می‌کند، ما با مشکل بزرگی مواجه می‌شویم، زیرا TORC۱ رشد سلول‌های ایمنی انسان و ... را نیز کنترل می‌کند.

کاپالدی گفت: به عنوان مثال، می‌توانید با استفاده از راپامایسین – دارویی که مستقیماً به TORC۱ متصل می‌شود و آن را مهار می‌کند – به راحتی رشد مخمر را مسدود کنید تا به خوبی با هر عفونتی مبارزه کند. با این حال، همان دارو به طور مرتب در بیماران پیوندی برای سرکوب سیستم ایمنی آن‌ها استفاده می‌شود، بنابراین این یک فاجعه خواهد بود.

محققان دریافتند که در حالی که مسیر TORC۱ در مخمر و انسان بسیار شبیه است، انسان‌ها برای تنظیم TORC۱ به Ait۱ متکی نیستند. بنابراین، دارو‌هایی که به طور خاص Ait۱ را هدف قرار می‌دهند، باید رشد مخمر را مهار کنند نه سلول‌های ایمنی انسان.

Ait۱ تنها در ۲۰۰ میلیون سال گذشته تکامل یافته است که از نظر تکاملی نسبتاً جدید است. حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش به نظر می‌رسد یک تنظیم کننده TORC۱ به نام Rheb دقیقاً در زمان تکامل Ait۱ از سلول‌های موجودات مختلف ناپدید شده است.

کاپالدی گفت: ما نشان دادیم که برخی از تنظیم‌کننده‌های باستانی TORC۱ که در انسان یافت می‌شوند (از جمله Rheb) در همان مخمر‌هایی که ۲۰۰ میلیون سال پیش Ait۱ به دست آورده بودند، گم شده‌اند.

این تنظیم‌کننده‌های باستانی نیز در تکامل سایر موجودات تک سلولی، از جمله بسیاری از انگل‌ها و گیاهان گم شده‌اند.

بنابراین، این احتمال وجود دارد که سایر موجودات تک سلولی تنظیم کننده‌های جدیدی - مشابه Ait۱ - به دست آورند.