حل معمای چگونگی کنترل استرس سلولی

به گزارش سیناپرس اردبیل، تیمی از محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست، اسرار مربوط به چگونگی کنترل استرس را توسط سلول ها 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 می تواند 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 بدانیم، 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 می توانند به طور انتخابی، پروتئین های خاص را تشخیص دهند. اما چگونه این کار را انجام می دهند؟ چگونه می‌توانند بین پروتئین‌های سالم و پروتئین‌های مضر یکی را انتخاب کنند»؟ چین و همکارانش برای پاسخ به این سؤال 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.

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 نمی دهد، تعویض نمی کند یا تمیز نمی کند».اگرچه ClpX می‌تواند برای انجام یک عملکرد Lon مانند جهش پیدا کند. برخی از توانایی های ClpX خود را از دست می دهد.

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

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

Chien می‌گوید: «این یک پیشرفت واقعی در درک اولیه نحوه عملکرد سلول‌ها است. این قوانین را تغییر می دهد، نه تنها انرژی سلولی سرعت عملکرد یک سلول را کنترل می کند، بلکه نحوه عملکرد آن را نیز کنترل می کند».

این مطالعه توسط مؤسسه ملی آموزش زیست‌شناسی شیمی سلامت دانشگاه ماساچوست آمهرست، مؤسسه پزشکی هاوارد هیوز، مؤسسه ملی بهداشت و مؤسسه علوم زیست کاربردی UMass Amherst (IALS) تأمین مالی شد.

این مطالعه در مجله Cell Reports منتشر شد.

مترجم: پریناز نصرتی

منبع: biology news