افزایش سن منجر به کاهش تناسب سلولی و از دست دادن عملکرد بهینه پروتئین می شود. بسیاری از بیماری های مرتبط با افزایش سن، از جمله آلزایمر و پارکینسون، به دلیل تجمع پروتئین در نتیجه اشتباهات تا شدن پروتئین ایجاد می شوند. با این حال، مکانیسم‌های زیربنای چگونگی افزایش سن باعث تجمع پروتئین‌ها می‌شود تا حد زیادی یک جعبه سیاه باقی بماند. در مطالعه جدیدی که در 19 ژانویه در طبیعتمحققان دانشگاه استنفورد این مشکل را در آسیب ناشی از افزایش سن به دستگاهی که پروتئین های جدید تولید می کند، ردیابی کرده اند.
برای ریشه کن کردن این مشکل، محققان آزمایشگاه جودیت فریدمن، رئیس دونالد کندی در دانشکده علوم انسانی و طبیعی استنفورد، بر چگونگی تأثیر سن بر عملکرد ریبوزوم ها، ماشین سلولی که مسئول تبدیل RNA اطلاعات به اطلاعات است، تمرکز کردند. آنها از دو مدل کاملاً تثبیت شده پیری انسان، مخمر و کرم گرد استفاده کردند. از طریق ترکیبی از آزمایش ها و تجزیه و تحلیل محاسباتی داده ها، آنها دریافتند که عملکرد ریبوزوم با افزایش سن در هر دو موجودات بدتر می شود. افزایش بار پروتئین های معیوب با افزایش سن از کنترل کیفیت محافظتی فراتر می رود که در غیر این صورت از تجمع پروتئین جلوگیری می کند.
کوین استاین، نویسنده اصلی و محقق سابق فوق دکترا در آزمایشگاه فریدمن، گفت: "ما می دانیم که تجمع پروتئین با افزایش سن مشکلی است که با بسیاری از بیماری ها مرتبط است. در حال حاضر، درمان ها سعی دارند با آزمون و خطا با آن مقابله کنند." "رفتن به زیست شناسی اولیه این بیماری ها و درک مکانیسم های ایجاد کننده آنها می تواند به ما کمک کند تا قبل از آزمایش آنها تصمیمات بهتری در مورد درمان هایی که ممکن است موثر باشند، اتخاذ کنیم.
زمان آسیب پذیر
هنگامی که پروتئین ها به درستی تا شوند، وظایف خود را انجام می دهند و در محیط سلول محلول باقی می مانند. در مقابل، پروتئین‌های تا شده نادرست نمی‌توانند به درستی عمل کنند و تمایل دارند به یکدیگر و پروتئین‌های دیگر بچسبند، فرآیندهای سلولی را مسدود کرده و دانه‌های سمی تولید می‌کنند. تجمع پروتئین به طور خاص در طیف گسترده ای از بیماری های مرتبط با سن، از جمله آلزایمر، پارکینسون، زوال عقل فرونتومپورال، بیماری هانتینگتون و ALS (اسکلروز جانبی آمیوتروفیک) نقش دارد.
برای جلوگیری از تولید مداوم پروتئین‌های تا شده نادرست، سلول‌ها دارای ماشین‌های «کنترل کیفیت» ویژه‌ای هستند تا پروتئین‌های تا شده نادرست را تعمیر یا تجزیه کنند. تحقیقات قبلی نشان داده است که کمبود در این فرآیندها می تواند منجر به تجمع شود. این مطالعه اولین مطالعه ای است که نشان می دهد نقص چین خوردگی در طول پیری در ابتدای سفر پروتئین زمانی که توسط ریبوزوم ساخته می شود شروع می شود. از آنجایی که ریبوزوم ها دائماً مقادیر زیادی پروتئین تولید می کنند، این نقص ها باعث اختلال عملکرد بعدی گلوله برفی می شود.
فریدمن، استاد زیست شناسی و ژنتیک، می گوید: «یکی از آسیب پذیرترین و کلیدی ترین لحظات در زندگی یک پروتئین - زمانی که بیشتر در معرض تا شدن نامناسب است - زمانی است که ساخته می شود.
برای شروع، محققان از تکنیکی به نام پروفایل ریبوزوم استفاده کردند که به آنها اجازه می دهد تا ببینند که ریبوزوم ها دقیقاً چگونه در RNA پیام رسان در طول عمل ترجمه حرکت می کنند. محققان با جمع‌آوری داده‌هایی از تمام ژن‌هایی که به کرم‌های گرد جوان و بالغ Caenorhabditis elegans و مخمر ترجمه شده‌اند، دریافتند که در سلول‌های مسن‌تر، ریبوزوم‌ها به‌طور دوره‌ای کندتر حرکت می‌کنند و احتمال بیشتری برای ماندن و برخورد با یکدیگر دارند. همانطور که انتظار می رفت، محققان مشاهده کردند که کاهش بهره وری مناسب ریبوزوم با افزایش تجمع پروتئین های تا شده نادرست وابسته به سن مطابقت دارد. یک بینش مهم این بود که افزایش توقف و تا زدن نادرست کنترل کیفیت تمیز کردن و پاکسازی سلول را بیش از حد بارگذاری می کند.
استین توضیح داد: "یک موقعیت دو طرفه وجود دارد که در آن پیری منجر به افزایش توقف و افزایش برخورد ریبوزوم می شود، اما سلول شبکه ایمنی را برای مقابله با آن از دست می دهد."
در آزمایش‌های بعدی با کرم‌ها، محققان دریافتند که حتی اگر نسبت کل پروتئین‌های تازه تولید شده با ترجمه‌های تغییر یافته در طول پیری کم باشد (~ 10%)، این اثر کوچک همچنان ممکن است برای بارگذاری بیش از حد سیستم کنترل کیفیت کافی باشد و باعث تجمع قابل توجهی شود. ، که می تواند بسیاری از اجزا یا فرآیندهای سلولی مختلف را مختل کند.
فریدمن می گوید: «هر سلول به طور معمول میلیون ها پروتئین تازه ترجمه شده را تولید می کند. بنابراین تغییرات بسیار جزئی در کارایی تا شدن با افزایش سن به یک دایره باطل تبدیل می شود، جایی که نقص ترجمه منجر به اضافه بار سیستم می شود که به نوبه خود منجر به افزایش توده های پروتئینی با افزایش سن می شود که خود سمی هستند.
بدتر از آن، از طریق آزمایش‌های اضافی با مخمر و C. elegans، محققان نشان داده‌اند که این مشکلات بر روی پروتئین‌هایی که سلول‌ها برای کمک به ترجمه و کمک به اصلاح مشکلات تا کردن نامناسب استفاده می‌کنند، تأثیر می‌گذارد.
میلیون ها سوال
اگرچه این مطالعه برای اولین بار بینش های جالبی را در مورد مکانیسم های پیری نشان داد، اما سوالات زیادی را برای آینده ایجاد می کند. شاید مهم ترین: چرا پیری بر ریبوزوم ها تأثیر می گذارد؟ علاوه بر این، در مورد آن چه می توان کرد؟
با توجه به شباهت‌های بین پیری مخمر، سی. الگانس و سایر موجودات، محققان خوش‌بین هستند که یافته‌های آنها بر انسان‌ها تأثیر بگذارد. یکی از جهت‌گیری‌ها برای کار آینده، استفاده از بینش‌های این مطالعه برای توسعه درمان‌های احتمالی برای بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مرتبط با تجمع پروتئین خواهد بود. به طور هیجان انگیزی، این مطالعه نشان داد که جهش های طولانی مدت باعث "جوان سازی" عملکرد ریبوزومی در مخمرهای مسن می شود.
فابیان مورالس پولانکو، یکی از نویسندگان این مطالعه و یکی از همکاران فوق دکترا در آزمایشگاه فریدمن، گفت: «این تازه شروع یک آینده بسیار هیجان انگیز است. «ما برای چیز جدیدی پیشینه کرده‌ایم و میلیون‌ها سؤال - و احتمالاً صدها مقاله - وجود دارد که در پی خواهد آمد.
نقل قول: نقش ریبوزوم ها در بیماری های مرتبط با سن (2022، 19 ژانویه)، بازیابی شده در 19 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-role-ribosomes-age-related-diseases .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]
مقالات مشابه
- باربری کاشانی - اتوبار کاشانی - 44440426 - 28% تخفیف ویژه
- NBA برای قرار دادن 'Black Lives Matter' در دادگاه برای بقیه فصل
- محققان در حال توسعه کاتالیزورهای پیشرفته برای تولید هیدروژن خالص هستند
- Dak پرسکات به علامت $31.4 میلیون مناقصه میان کابوی قرارداد اختلاف
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- بگویید: چرا بازار سهام رالی است که در واقع سیگنالینگ یک "غیر طبیعی" بهبود اقتصادی نه یک V-شکل coronavirus ارتجاعی
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- فعالان شاغل در, John Lewis, سایه هشدار در مورد سرکوب رای دهندگان پیش از ماه نوامبر رای
- چرا که بسیاری از COVID بیماران خود را از دست دادن حس بویایی? دانشمندان در حال حاضر می دانیم.
- Loopy اسباب بازی: Lessons from The Professional