C. elegans به طور تصادفی توانایی خود را در تشخیص نمک رد نمی کند
محققان AMOLF که با محققان Erasmus MC همکاری می کنند، مکانیسم ژنتیکی را کشف کرده اند که تضمین می کند سلول عصبی پس از تمایز هویت خود را حفظ می کند. این به یک نورون در کرم C. elegans اشاره دارد که می تواند نمک را تشخیص دهد. هویت آن توسط یک سوئیچ ژنتیکی در طول رشد سلولی فعال می شود. جرون ون سون و همکارانش کشف کرده اند که چگونه ممکن است این سوئیچ دیگر هرگز خود به خود خاموش نشود. این مطالعه در مجله علمی منتشر شد eLife.
در طول رشد ارگانیسم، هر سلول هویت خاص خود را به عنوان یک عضله یا سلول عصبی به دست می آورد. سوئیچ های ژنتیکی در سلول این عملکرد را در طول توسعه فعال می کنند. نمونه‌ای از این کلید در نورون‌های ASE، سلول‌های عصبی ویژه در کرم میکروسکوپی C. elegans که نمک را در محیط تشخیص می‌دهند، یافت می‌شود.
سوئیچ در نورون های ASE توسط پروتئین CHE-1 تشکیل می شود. این پروتئین نه تنها تولید صدها نوع مختلف پروتئین دیگر را که مشترکاً مسئول کشف نمک هستند، تحریک می کند، بلکه تولید خود را نیز تحریک می کند. بنابراین، هنگامی که در طول رشد جنینی فعال می شود، CHE-1 در نورون ASE باقی می ماند - سوئیچ روشن است. بدون CHE-1، کرم میکروسکوپی قادر به تشخیص نمک نیست. بنابراین مهم است که سوئیچ در طول زندگی حیوان فعال بماند.
ون زون و دکترای او. دانشجوی جولین جاریت خاطرنشان کرد که تولید پروتئین هایی مانند CHE-1 می تواند در سلول بسیار متفاوت باشد. در نتیجه باید امکان خاموش شدن سوئیچ خود به خود به دلیل نوسانات تصادفی در سلول نیز وجود داشته باشد. "پس چرا این اتفاق نیفتاد؟" تعجب کردند. آیا این یک سوئیچ "واقعی" است؟ آنها با همکاری دکتر به بررسی این موضوعات ادامه دادند. دانشجو سر وان در بورگشت، سوزان رادمیکرز و گرت یانسن، متخصص سی الگانس در اراسموس ام سی در روتردام.
ارتباط قوی
ابتدا، محققان نشان دادند که یک سوئیچ واقعی گنجانده شده است.
محققان با استفاده از تکنیک های پیشرفته ژنتیکی و میکروسکوپی بررسی کردند که اگر تمام CHE-1 را از نورون ASE حذف کنند، چه اتفاقی می افتد. اگر این سیستم یک سوئیچ واقعی است، باید بتوانند آن را به این روش غیرفعال کنند و سپس با معرفی مجدد پروتئین، آن را دوباره فعال کنند. اگر سوئیچ نباشد و پروتئین یک تغییر دائمی در سلول ایجاد کند، آنها باید بتوانند پروتئین را بدون اینکه نورون ASE هویت خود و توانایی تشخیص نمک را از دست بدهد، حذف کنند. این مطالعه نشان داد که پروتئین یک سوئیچ واقعی است. ون زون می گوید این اولین بار است که نشان داده شده است که چنین سوئیچ ژنتیکی را نیز می توان خاموش کرد. "آنچه این کار را بسیار چشمگیر می کند این است که می توانیم از دستکاری ساده استفاده کنیم تا سلول هویت خود را فراموش کند و بنابراین یک ضعف بالقوه بزرگ در این نوع سوئیچ را آشکار کنیم.
شبیه سازی ثبات پیدا می کند
این سوال باقی می ماند که چرا این کلید در شرایط عادی با چنین ثباتی در حالت روشن باقی می ماند. شبیه سازی های کامپیوتری یکی از راه های مطالعه این موضوع است. کامپیوتر محاسبه می کند که اگر چیزی در سلول تغییر کند، مانند غلظت یا قدرت اتصال پروتئین CHE-1، چه اتفاقی می افتد.
محاسبات نشان داده است که اگر CHE-1 تولید خود را بسیار قوی تر از تمام پروتئین های دیگر مسئول تشخیص نمک تحریک کند، سوئیچ برای مدت زمان بسیار طولانی فعال می ماند. در این سناریو، اگر مقدار CHE-1 به دلیل نوسانات طبیعی در سلول بسیار کم باشد، تولید این پروتئین های دیگر - و در نتیجه تشخیص نمک - به طور موقت متوقف می شود تا از سرعت تولید CHE-1 اطمینان حاصل شود. بازسازی شد. این یک اثر خود تقویت کننده است که در نتیجه سوئیچ روشن می ماند.
جهش یافته نمی تواند نمک را تشخیص دهد
به دنبال این یافته ها، محققان همچنین نشان دادند که نتایج با وضعیت واقعی مطابقت دارد. آنها این کار را با معرفی یک جهش ژنتیکی در کرم میکروسکوپی انجام دادند که در نتیجه پروتئین CHE-1 دیگر نمی توانست تولید خود را به درستی فعال کند. همانطور که انتظار می رود، در این حالت سوئیچ به سرعت و خود به خود خاموش می شود و حیوان دیگر نمی تواند نمک را تشخیص دهد.
ون زون معتقد است که این مکانیسم سوئیچ پایدار ممکن است در انواع سلول های دیگر نقش داشته باشد. ارگانیسم‌هایی مانند موش و انسان نیز این نوع سوئیچ را دارند. این سوال را مطرح می‌کند که آیا این مکانیسم گسترده است. آیا سلول‌های عصبی ما نیز می‌توانند با حذف یک پروتئین خاموش شوند؟ و اگر چنین است، آیا از این مکانیسم برای جلوگیری از چرایی استفاده می‌کنند. آیا می‌خواهیم این ایده را با انواع سلول‌های دیگر، ابتدا در C. elegans و بعداً در حیوانات دیگر، گسترده‌تر آزمایش کنیم؟»
نقل قول: C. elegans به طور تصادفی توانایی خود را در تشخیص نمک رد نمی کند (2022، 10 ژانویه)، استخراج شده در 11 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-elegans-accidentally-ability-salt. html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]