یافته‌های جدید، معمای چگونگی کنترل استرس توسط سلول‌ها را روشن می‌کند

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، تیمی از محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست، اسرار مربوط به چگونگی کنترل استرس را توسط سلول‌ها بررسی کردند. 

محققان دریافتند که یک آنزیم ترمیم کننده آسیب به نام ClpX نه تنها ممکن است برای رفع چندین مشکل سلولی جهش یابد، بلکه می‌تواند به تغییر سطوح انرژی سلولی برای حفظ سلامت سلول نیز واکنش نشان دهد.

پیتر چین، استاد بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی در UMass Amherst و نویسنده ارشد مقاله، می‌گوید: چیزی که ما واقعاً به آن علاقه‌مندیم، این است که سلول‌ها چگونه به استرس واکنش نشان می‌دهند. ما گروهی از آنزیم‌ها به نام پروتئاز‌ها را مطالعه می‌کنیم که پروتئین‌های مضر را در یک سلول هدف قرار داده و از بین می‌برند.

این پروتئاز‌ها می‌توانند به طور انتخابی، پروتئین‌های منفرد پروتئین‌های خاص را تشخیص دهند. اما چگونه این کار را انجام می‌دهند؟ چگونه می‌توانند بین پروتئین‌های سالم و مضر یکی را انتخاب کنند؟

نمایش پروتئاز ClpX: قسمت خاکستری پروتئین مضر را تشخیص می‌دهد، رنگ نارنجی روی آن می‌چسبد و رنگ آبی آن را از بین می‌برد.

Chien و همکارانش بر روی دو پروتئاز خاص به نام‌های Lon و ClpX تمرکز کردند، که هر کدام به‌خوبی تنظیم شده‌اند تا پروتئین‌های مضر متفاوتی را تشخیص دهند تا به این سؤال پاسخ دهند. مدت‌ها تصور می‌شد که Lon و ClpX مشابه کلید‌ها عمل می‌کنند: هر کدام فقط می‌توانند یک نوع قفل را باز کنند و قفل دیگری را باز نمی‌کنند، و اگر سلولی فاقد هر کدام باشد، عوارض جانبی شدیدی ایجاد می‌شود.

چین می‌گوید: اگر تا به حال یک هم اتاقی بسیار نامرتب داشته‌اید، می‌دانید که چقدر مهم است که سطل زباله را مرتب تخلیه کنید. از دست دادن پروتئاز Lon مانند داشتن یک هم اتاقی است که هرگز شستشو نمی‌دهد، تعویض نمی‌کند یا تمیز نمی‌کند.

اما پس از یک سری آزمایش که در آن لون از مستعمرات سلولی باکتری حذف شد، تیم Chien چیز عجیبی دیدند: برخی از مستعمرات هنوز زنده بودند.

این مشاهدات منجر به اولین کشف آن‌ها شد: ClpX می‌تواند برای انجام یک عملکرد Lon مانند جهش پیدا کند، اگرچه برخی از توانایی‌های ClpX خود را از دست می‌دهد. گویی برای تمیز نگه داشتن اتاق خواب خود، شروع به شستن جوراب‌های هم اتاقی خود کرده اید، اما مجبور شده اید مقداری از لباس‌های تمیز خود را فدای این کار کنید.

در ردیابی اینکه دقیقاً چگونه جهش ClpX به پروتئاز اجازه می‌دهد تا عملکرد خود را گسترش دهد، تیم دومین کشف خود را انجام داد: ClpX وحشی و غیر جهش یافته همچنین می‌تواند برخی از وظایف Lon را در شرایط مناسب انجام دهد.

به نظر می‌رسد که ClpX به ATP، یک ترکیب آلی که منبع انرژی برای تمام سلول‌های زنده است، بسیار حساس است. در سطوح معمولی ATP، ClpX بر روی وظایف خود تمرکز می‌کند، اما در یک آستانه خاص و پایین تر، ناگهان پس از Lon شروع به پاکسازی می‌کند.

Chien می‌گوید: این یک پیشرفت واقعی در درک اولیه نحوه عملکرد سلول‌ها است.

این قوانین، قوانین را تغییر می‌دهد: نه تنها انرژی سلولی سرعت عملکرد یک سلول را کنترل می‌کند، بلکه نحوه عملکرد آن را نیز کنترل می‌کند.