به نقل از «ایران اکونومیست»

فضا حداقل ۳۷ پروتئین در انسان را تغییر می‌دهد

تاریخ انتشار: ۹ فروردین ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۴۱۸۰۴۷

یافته‌های یک پژوهش جدید که می‌تواند به حفظ سلامت فضانوردان در ماموریت‌های فضایی آینده کمک کند، نشان می‌دهد که فضا باعث دست‌کم ۳۷ تغییر پروتئین در انسان می‌شود.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اسپیس، در نشست سالانه انجمن بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی آمریکا که ۲۵ تا ۲۸ مارس برگزار شد، بینش‌های جدیدی درباره چگونگی حس و واکنش سلول‌ها به شرایط بی‌وزنی تجربه شده در فضا ارائه شد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به گفته پژوهشگران، این یافته‌ها می‌تواند به حفظ سلامت فضانوردان در ماموریت‌های فضایی آینده کمک کند.

چه اتفاقی برای بدن انسان در فضا رخ می‌دهد؟

شرایط گرانشی فضا که به عنوان شرایط ریزگرانش شناخته می‌شود، مجموعه منحصر به فردی از پاسخ‌ها و واکنش‌های استرس و فشار سلولی را ایجاد می‌کند. اکنون پژوهشگران کشف کرده‌اند که اصلاح‌کننده پروتئین سومو (SUMO) نقش مهمی در سازگاری سلولی با ریزگرانش شبیه‌سازی‌شده ایفا می‌کند.

پروفسور ریتا میلر (Rita Miller) سرپرست این مطالعه می‌گوید: تحت شرایط گرانش طبیعی، پروتئین سومو (SUMO) به استرس پاسخ می‌دهد و نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای سلولی از جمله ترمیم آسیب DNA، تنظیم اسکلت سلولی، تقسیم سلولی و گردش پروتئین ایفا می‌کند.

این اولین باری است که نشان داده شده است که پروتئین سومو در واکنش سلول به شرایط ریزگرانش نقش دارد. SUMO می‌تواند از طریق دو پیوند شیمیایی با پروتئین‌ها تعامل داشته باشد: برهمکنش غیرکووالانسی با شرکای اتصالی یا پیوند کووالانسی به لیزین‌های هدف.

پژوهشگران در سلول‌های مخمر - یک ارگانیسم مدل رایج برای مطالعه فرآیندهای سلولی - هر دو نوع تعامل را بررسی کردند. آنها سلول‌هایی را که ۶ تقسیم سلولی را در گرانش طبیعی زمین یا ریزگرانش شبیه‌سازی شده با استفاده از یک ظرف کشت سلولی تخصصی ایجاد شده توسط ناسا انجام داده بودند، بررسی کردند.

کار با مقایسه سطوح بیان پروتئین برای سلول‌هایی که هر کدام، دو شرایط گرانشی را تجربه می‌کردند، شروع شد تا مشخص شود کدام شرایط گرانش بر فرآیندهای سلولی تأثیر می‌گذارد. پژوهشگران سپس از طیف‌سنجی جرمی برای تعیین دقیق‌تر اینکه کدام پروتئین‌ها با SUMO برهم‌کنش دارند، استفاده کردند تا مشخص کنند چه چیزی باعث این تغییرات پروتئینی می‌شود.

پژوهشگران ۳۷ پروتئین را کشف کردند که به شکل فیزیکی با پروتئین سومو (SUMO) در سلول‌هایی که شرایط گرانش زمین را تجربه می‌کردند، برهمکنش می‌کردند و سطوح بیانی را نشان دادند که بیش از ۵۰ درصد با سلول‌هایی که گرانش زمین را تجربه می‌کردند، متفاوت بود.

از آنجایی که آسیب ناشی از تشعشعات، یک خطر قابل توجه در فضا است، این ۳۷ پروتئین شامل برخی از موارد ضروری برای ترمیم آسیب DNA و همچنین سایر پروتئین‌های حیاتی در تولید انرژی و پروتئین، حفظ شکل سلولی، تقسیم سلولی و همچنین تبادل پروتئین در داخل سلول‌ها هستند.

میلر افزود: از آنجایی که SUMO می‌تواند چندین فاکتور رونویسی را تغییر دهد، کار ما ممکن است به درک بهتری از نحوه کنترل آبشارهای سیگنال‌های مختلف در پاسخ به شرایط ریزگرانش شبیه‌سازی‌شده منجر شود.

گام بعدی برای پژوهشگران این است که مشخص کنند آیا پروتئین‌های خاص فاقد پروتئین سومو (SUMO) وقتی در یک شرایط شبیه‌سازی ریزگرانش قرار می‌گیرند به سلول آسیب می‌رسانند؟

این یافته‌ها را در نشست سالانه انجمن بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی آمریکا ارائه شد.

 

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: فضا ، پروتئین ، ریزگرانش

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: فضا پروتئین ریزگرانش پروتئین ها شبیه سازی سلول هایی سلول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۴۱۸۰۴۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

(ویدئو) ثبت رقص و حرکات پروتئین-لیپید برای اولین بار

بدن ما با فعالیت زنده است و مملو از پروتئین‌هایی است که در غشا‌های چربی گیر کرده‌اند یا داخل و خارج از سلول‌های آبکی شناور هستند. اکنون دانشمندان برای اولین بار رقص این دو را به تصویر کشیده‌اند: یک تانگوی مایع حاوی پروتئین‌ها و چربی‌هایی که به‌طور معمول در سلول‌ها حرکت می‌کنند.

به گزارش دیجیاتو، «کیان چن»، دانشمند و مهندس مواد در دانشگاه ایلینویز (UIUC) می‌گوید: «ما فراتر از گرفتن عکس‌های فوری، که ساختار را نشان می‌دهند، اما دینامیک ندارند، پیش می‌رویم تا به‌طور مداوم مولکول‌ها را در آب، یعنی وضعیت اصلی آن‌ها ثبت کنیم. ما واقعاً می‌توانیم ببینیم که چگونه پروتئین‌ها پیکربندی خود را تغییر می‌دهند. یا در این مورد مشاهده کنیم که چگونه کل ساختار خودآرایی شده پروتئین-لیپید در طول زمان نوسان می‌کند.»

روش تصویربرداری

این تیم با بهینه‌سازی یک تکنیک تصویربرداری پرکاربرد به نام «میکروسکوپ الکترونی عبوری»، رقص پر جنب و جوش «نانودیسک» پروتئین غشایی را در مایع به تصویر کشیدند. این نانودیسک‌ها از پروتئین‌هایی تشکیل شده‌اند که در یک دولایه لیپیدی قرار گرفته‌اند که شبیه غشای سلولی است.

این تیم روش خود را «فیلم‌برداری الکترونی» نامیده‌اند و داده‌های ویدیویی را با با مدل‌های رایانه‌ای که درمورد نحوه حرکت مولکول‌ها بر اساس قوانین فیزیک بود، مقایسه و تایید کرده‌اند.

تصور می‌شد که حرکت پروتئین‌های متصل به غشاء، با توجه به گونه‌ای که لیپید‌ها آن‌ها را در جای خود نگه می‌دارند، نسبتاً محدود باشد. با این‌حال، برهم‌کنش‌های بین پروتئین‌ها و لیپید‌ها در فواصل بسیار بزرگ‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد، مشاهده شد.

پروتئین‌های غشایی سلول، حسگر‌ها و گیرنده‌های سیگنال هستند؛ بنابراین این تکنیک می‌تواند به پیشرفت‌های عظیمی در درک ما از نحوه عملکرد آن‌ها منجر شود.

با تکنیک‌های موجود، پروتئین‌ها معمولاً به‌سرعت منجمد یا متبلور می‌شوند، بنابراین حرکت نمی‌کنند و تصویر را مات می‌کنند. یا توسط پرتو ایکس و پرتو الکترون که برای تصویربرداری استفاده می‌شود، آسیب می‌بینند. اما این روش یک تصویر بی‌جان از یک پروتئین ساکن ارائه می‌کند که معمولاً تا و خم می‌شود و دانشمندان را قادر می‌سازد تا بر اساس ساختارش استنباط کنند که چگونه با مولکول‌های دیگر تعامل می‌کند.

برخی از تکنیک‌های تصویربرداری، از یک برچسب مولکولی فلورسنت برای ردیابی مولکول‌ها در حین حرکت، به جای تماشای مستقیم پروتئین استفاده می‌کنند.

در این مورد، محققان یک قطره آب را در داخل دو ورقه نازک گرافن حبس کردند تا از خلاء میکروسکوپ الکترونی محافظت کنند. در این قطره آب، نانودیسک‌هایی از پروتئین‌ها و لیپید‌های بدون برچسب وجود داشت که تیم توانست «رقصیدن مولکول‌ها» را مشاهده کند.

مشاهده رقص مولکول‌ها کد ویدیو دانلود فیلم اصلی

دانشمندان علم مواد حداقل یک دهه تلاش کرده‌اند تا از فعالیت مولکول‌های بیولوژیکی در مایعات فیلم‌برداری کنند. اما نتوانستند به وضوح، دینامیک پروتئین پیوسته را مشاهده کنند.

با برخی تغییرات دقیق در رویکرد، چن و همکارانش مجموعه پروتئین-لیپیدی خود را برای چند دقیقه، نه چند میکروثانیه، تصویر کردند. نکته مهم این است که آن‌ها سرعت نفوذ الکترون‌ها به نمونه را کاهش دادند و روی داربست گرافن کار کردند تا با موفقیت از مجموعه پروتئین-لیپیدی فیلم‌برداری کنند.

«جان اسمیت»، دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مواد UIUC، نویسنده اول مقاله، می‌گوید: «درحال حاضر، این واقعاً تنها راه آزمایشی برای فیلمبرداری از این نوع حرکت در طول زمان است. زندگی در مایع، در حرکت است. ما در تلاش هستیم تا به بهترین جزئیات این ارتباط از روشی تجربی دست یابیم.»

در مورد سایر تلاش‌ها، تکنیک‌های تصویربرداری بهبودیافته، جزئیات باورنکردنی را درمورد انواع اتفاقات میکروسکوپی آشکار می‌کنند. از تماشای نحوه شکل‌گیری پوشش بیرونی ویروس گرفته تا گیراندازی پروتئین‌هایی که به صورت توده در بیماری‌هایی مانند آلزایمر متلاشی می‌شوند.

اکنون هوش مصنوعی را به این ترکیب اضافه کنید تا شکل سه بعدی هر پروتئین شناخته شده برای علم را پیش‌بینی کنید. به‌نظر می‌رسد که دوره جدیدی از تحقیقات بیولوژیکی آغاز شده است.

این تحقیق در Science Advances منتشر شد.