یک منبع تازه کشف شده از نظم سلولی در شیمی زندگی


شاید س isال این نباشد که چرا سنگدانه ها در بیماری تشکیل می شوند ، بلکه این که چرا در سلول های سالم تشکیل نمی شوند. یکی از مواردی که من اغلب در جلسات گروهی می پرسم این است: “چرا تخمها در قفس مخلوط نمی شوند؟” هیمن در سخنرانی خود در جلسه زیست شناسی سلول گفت؛ محتوای پروتئین سیتوپلاسم “آنقدر غلیظ است که به راحتی باید توسط محلول تجزیه شود”.

دو نوع پروتئین (قرمز ، زرد) جدا شده از هسته تخم قورباغه می توانند خود به خود در قطرات میعانات سازمان یابند. با تغییر غلظت هر پروتئین در محلول ، محققان می توانند باعث رشد یا از بین رفتن یک یا هر دو نوع میعانات شوند.با مجوز از Marina Feric و Clifford Branguin

هنگامی که محققان آزمایشگاه Hyman سوخت سلول ATP را به میعانات گرانول پروتئین خالص شده اضافه کردند و دیدند که این میعانات در حال ناپدید شدن است ، یک سرنخ نشان داد محققان برای بررسی بیشتر ، پروتئین ها را در لوله ها قرار دادند ، ATP را به یک لوله و نمک را به لوله دیگر اضافه کردند و سپس آنها را گرم کردند. در حالی که سفیده در نمک تجمع می یابد ، کسانی که ATP ندارند: ATP از تجمع پروتئین در غلظت های موجود در سلول های زنده جلوگیری می کند.

اما چگونه؟ این یک معما باقی ماند تا اینکه هیمن هنگام ارائه یک سمینار در بنگلور ، به یک شیمی دان برخورد کرد. این شیمی دان خاطرنشان کرد: از مواد افزودنی به نام هیدروتروپ در فرآیندهای صنعتی برای افزایش حلالیت مولکول های آبگریز استفاده می شود. با بازگشت به آزمایشگاه خود ، هیمن و همکارانش دریافتند که ATP به عنوان یک هیدروتروپ بسیار خوب کار می کند.

جالب اینجاست که ATP یک متابولیت بسیار غنی در سلول ها است و غلظت آن معمولاً 3-5 میلی متر است. بیشتر آنزیم هایی که از ATP استفاده می کنند در غلظت های سه مرتبه کمتر به طور موثر کار می کنند. پس چرا ATP در سلول ها برای تحریک پاسخ های متابولیکی مورد نیاز نیست ، اینقدر در سلول ها متمرکز شده است؟

به گفته هیمن ، یكی از توضیحات نامزدها این است كه ATP به عنوان یك هیدروتروپ زیر 3-5 میلی متر عمل نمی كند. وی گفت: “یك احتمال این است كه در آغاز زندگی ، ATP به عنوان یك هیدروتروپ بیولوژیك برای حفظ مولكولهای زیستی محلول در غلظتهای بالا و بعداً بعنوان انرژی انتخاب شده است.”

هیمن اذعان می کند که آزمایش این فرضیه دشوار است ، زیرا دستکاری خواص هیدروتروپیک ATP بدون تأثیر بر عملکرد انرژی آن یک چالش است. اما اگر ایده صحیح باشد ، ممکن است به شما توضیح دهد که چرا دانه های پروتئین معمولاً در بیماری های وابسته به سن تشکیل می شوند ، زیرا تولید ATP با افزایش سن از کارایی کمتری برخوردار می شود.

سایر کاربردهای قطره ای

سنگدانه های پروتئین به طور واضح در بیماری های تخریب عصبی ضعیف هستند. اما انتقال از فاز مایع به جامد در شرایط دیگر می تواند سازگار باشد.

تخمک های اولیه را بگیرید ، سلول هایی در تخمدان ها که می توانند دهها سال قبل از بلوغ در تخمک خفته باشند. هر یک از این سلول ها دارای جسم بالبیان ، میعانات بزرگی از پروتئین آمیلوئید موجود در تخمک های موجودات زنده از عنکبوت تا انسان است. تصور بر این است که بدن بالبیانی با گروه بندی بیشتر میتوکندری ها همراه با فیبرهای بلند پروتئین آمیلوئید ، از میتوکندری در مرحله خاموش تخمک محافظت می کند. Elvan Böcke ، یک زیست شناس سلول و توسعه در مرکز تنظیم ژنومی در بارسلونا ، توضیح می دهد وقتی تخمک شروع به بالغ شدن در یک تخمک می کند ، این فیبرهای آمیلوئید حل می شوند و بدن بالبیانی ناپدید می شود. Böke در حال کار برای درک چگونگی جمع و حل شدن این فیبرهای آمیلوئید است که می تواند منجر به استراتژی های جدیدی برای درمان ناباروری یا بیماری های تخریب عصبی شود.

سنگدانه های پروتئینی همچنین می توانند مشکلاتی را که نیاز به واکنشهای فیزیولوژیکی بسیار سریع دارند ، مانند توقف خونریزی پس از آسیب ، حل کنند. مثلا، Mucor circinelloides گونه ای قارچی با شبکه های به هم پیوسته هیف های ریشه مانند است که از طریق آن مواد مغذی جریان می یابد. محققان آزمایشگاه علوم زندگی Temasek به سرپرستی زیست شناس سلولی تکامل یافته Greg Jed اخیراً کشف کردند که وقتی نوک را زخمی کردند موکور هیف ، پروتوپلاسم در ابتدا بیرون زد ، اما تقریباً بلافاصله یک پلاگین ژلاتین تشکیل داد که خونریزی را متوقف می کند.

جد گمان می کند که این پاسخ توسط یک پلیمر طولانی ، احتمالاً یک پروتئین تکراری واسطه است. محققان دو پروتئین نامزد را شناسایی کردند و دریافتند که بدون آنها ، قارچ های آسیب دیده به طرز فاجعه باری از دفع یک گودال پروتوپلاسم خارج می شوند.


منبع: sadeh-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>