پروتئین جهش یافته ای که منجر به اختلال در انقباض قلب می شود

به گزارش سیناپرس همدان، تیمی از محققان کشف کرده‌اند که جهش در پروتئین ریبوزومی که به طور خاص در قلب و ماهیچه‌های اسکلتی یافت می‌شود منجر به اختلال در انقباض قلبی در موش‌ها می‌شود.

مشخص شد که این جهش سرعت ترجمه mRNA را به تاخیر می اندازد و منجر به برخورد ریبوزوم ها و ایجاد ناهنجاری های تاخوردگی پروتئین می شود. سپس پروتئین های غیر طبیعی توسط سیستم کنترل کیفیت سلول مورد هدف قرار می گیرند و تجزیه می شوند. علاوه بر این، در حالی که کمبود پروتئین ریبوزومی، معروف به RPL3L، دینامیک ترجمه را برای کل بافت تغییر می‌دهد، اثرات آن برای انقباض ماهیچه‌های قلبی مرتبط با پروتئین‌ها بارزتر بود.

این مطالعه که در Nature Communications منتشر شده است، نور جدیدی را به دینامیک یک مولکول به اندازه یک ریبوزوم می تاباند. علاوه بر این، از آنجایی که کمبود ژن RPL3L در انسان‌های مبتلا به کاردیومیوپاتی و فیبریلاسیون دهلیزی یافت شده است، تیم امیدوار است که یافته‌های جدید آنها بتواند به درمان‌های آینده منجر شود.

برای اینکه سلول‌ها پروتئین‌ها و مولکول‌هایی را تولید کنند که عملکرد بدن را انجام می‌دهند، DNA به RNA پیام‌رسان یا mRNA رونویسی می‌شود، که سپس به عنوان طرحی برای پیوند اسیدهای آمینه به یکدیگر و ساخت پروتئین استفاده می‌شود. در قلب فرآیند ساخت پروتئین، ریبوزوم قرار دارد که mRNA را می خواند و آن کد را به پروتئین ترجمه می کند.

ریبوزوم ها به دلیل عملکرد اساسی آن در همه سلول ها یافت می شوند و تصور می شد که آنها به طور کلی یکسان هستند. با این حال، مطالعات اخیر وجود تفاوت هایی را در ساختار ریبوزومی نشان داده است.

Keiichi I. Nakayama از موسسه پزشکی تنظیم زیستی دانشگاه کیوشو که این مطالعه را رهبری کرد، توضیح می دهد: این تفاوت‌ها در ساختار ریبوزومی منجر به ویژگی ترجمه می‌شود. برای مثال، برخی از ریبوزوم‌ها در تولید پروتئین‌هایی که متابولیسم یا چرخه سلولی را کنترل می‌کنند، بهتر عمل می‌کنند. این مفهوم جدیدی به نام ناهمگنی ریبوزوم است. ما فرض کردیم که این ناهمگونی بین بافت‌ها وجود دارد. پس از غربالگری برای پروتئین‌های ریبوزومی خاص بافت، یکی را پیدا کردیم که فقط در قلب و عضله اسکلتی بیان می‌شد: RPL3L.

برای روشن کردن عملکرد RPL3L، این تیم قلب موش‌های دارای ژن RPL3L جهش یافته را مطالعه کردند. همانطور که انتظار می رفت، آنالیز اکوکاردیوگرافی نشان داد که آنها انقباض قلب را کاهش داده اند. قدم بعدی آنها مطالعه این بود که چرا دقیقاً این جهش منجر به چنین شرایطی شده است. همانطور که مشخص شد، جهش RPL3L باعث ایجاد “ترافیک ترجمه ای” برای پروتئین های حیاتی در عملکرد صحیح قلب شده است.

Nakayama ادامه می دهد: ما دریافتیم که RPL3L جهش یافته، ترجمه کدون های پرولین و آلانین روی mRNA را به تاخیر می اندازد. این تاخیر باعث برخورد ریبوزوم ها و در نتیجه تا نشدن صحیح پروتئین ها می شود. سپس پروتئین‌های نادرست تا شده توسط سیستم کنترل کیفیت آن از سلول پاک می‌شوند. مهم‌تر از آن، بسیاری از پروتئین‌هایی که به اشتباه تا شده بودند، در انقباضات قلبی نقش داشتند.

این تیم امیدوار است که با تعمیق درک ما از دینامیک ترجمه ریبوزوم مانند RPL3L، بهتر بفهمند که چگونه جهش های ژنتیکی آن، که در بیماران مبتلا به کاردیومیوپاتی متسع و فیبریلاسیون دهلیزی یافت می شود، می تواند منجر به بیماری قلبی شود.

Nakayama در پایان می‌گوید: ما هر روز در حال دستیابی به درک جدیدی در زمینه زیست‌شناسی و پزشکی هستیم، حتی در موضوعی به اندازه ریبوزوم‌ها. من هیجان‌زده هستم که ببینم در آینده چه خواهیم یافت.

منبع: Nature Communications

مترجم: کیانوش کرمی