راز ورود حیاتی‌ترین مولکول به میتوکندری‌ها کشف شد
پژوهشگران دانشگاه ییل با کشف نحوه تامین و ورود ویتامین B۵ به میتوکندری‌ها دیدگاه جدیدی درباره اختلالات مغزی و متابولیک ارائه دادند.
به گزارش برنا، بدن انسان مولکولی را از ویتامین B۵ تولید می‌کند که نقش حیاتی در تقریبا تمامی فرآیند‌های متابولیکی لازم برای زندگی دارد. اختلال در تولید این مولکول می‌تواند عملکرد چندین سیستم ارگان بدن را تحت تأثیر قرار داده و منجر به بروز بیماری‌های مختلف شود.
دانشمندان دریافته‌اند که حدود ۹۵ درصد این مولکول، که به عنوان کوفاکتور ضروری کوآنزیم A (CoA) شناخته می‌شود، در داخل میتوکندری‌ها، ساختار‌های سلولی مسئول تولید انرژی و تنظیم متابولیسم متمرکز است. با این حال، چگونگی ورود CoA به این ارگانل‌ها تا پیش از این یک معما باقی مانده بود.
مطالعه‌ای که اخیرا در نشریه Nature Metabolism منتشر شده، نشان می‌دهد که CoA به صورت فعال وارد میتوکندری‌ها می‌شود و پژوهشگران دانشگاه ییل مکانیزم‌های دقیق این انتقال را شناسایی کرده‌اند.
ردیابی انتقال CoA به میتوکندری
به گفته هانگ‌یینگ شن، استاد مرتبط فیزیولوژی سلولی و مولکولی در دانشکده پزشکی ییل و عضو موسسه زیست‌شناسی سامانه‌ای دانشگاه ییل درک نحوه انتقال CoA به میتوکندری دشوار بود، زیرا این مولکول به ندرت به صورت خالص یافت می‌شود. CoA به عنوان یک کوفاکتور به بسیاری از مولکول‌های دیگر متصل می‌شود و ترکیباتی به نام هم‌کنش‌های CoA (CoA conjugates) با ساختار‌های شیمیایی متفاوت ایجاد می‌کند.
این امر مطالعه CoA را دشوار می‌کند و درک جامع آن را محدود می‌سازد.
برای غلبه بر این چالش تیم پژوهشی شن روش جدیدی برای نقشه‌برداری از تمامی اشکال هم‌کنش‌های CoA توسعه داد و از تخصص خود در طیف‌سنجی جرمی استفاده کردند؛ تکنیکی که به دانشمندان امکان شناسایی و اندازه‌گیری دقیق مولکول‌های مختلف را می‌دهد.
با این رویکرد، پژوهشگران ۳۳ هم‌کنش CoA متمایز را در کل سلول‌ها و ۲۳ مورد را در میتوکندری‌ها شناسایی کردند.
گام بعدی تعیین این بود که آیا این هم‌کنش‌های CoA درون میتوکندری سنتز می‌شوند یا از مکان دیگری به آنجا منتقل می‌شوند.
تجربیات بیشتر نشان داد که آنزیمی که مسئول تولید CoA است عمدتا خارج از میتوکندری قرار دارد. علاوه بر این، هنگامی که پژوهشگران سلول‌هایی را مهندسی کردند که فاقد ناقل‌های مولکولی CoA بودند، مقدار این مولکول در میتوکندری‌ها به شدت کاهش یافت.
شن در این باره می‌گوید: این یافته‌ها به‌طور قوی نشان می‌دهند که CoA به میتوکندری وارد می‌شود و این ناقل‌ها برای انجام این فرآیند ضروری هستند.
بیشتر بخوانید
ارتباط انتقال CoA با مکانیسم‌های بیماری
این مطالعه درک بنیادی ما از CoA و نحوه رسیدن آن به مکان مورد نیازش برای انجام عملکرد‌های حیاتی را پیش می‌برد و به نوبه خود روشن می‌سازد که اختلال در این فرآیند چگونه می‌تواند به بروز بیماری‌ها منجر شود.
برای مثال جهش در ژن‌هایی که ناقل‌های CoA را تولید می‌کنند با بیماری‌هایی مانند انسفالوپاتی میوپاتیک مرتبط است؛ اختلالی که می‌تواند شامل تاخیر رشد عصبی، صرع و کاهش تون عضلانی باشد. همچنین جهش در آنزیم‌های تولید CoA با تخریب عصبی مرتبط دانسته شده است.
شن و تیمش در مراحل بعدی پژوهش نقش تنظیم CoA در میتوکندری‌ها در سلول‌های تخصصی مانند نورون‌ها و تأثیر اختلال در آن بر بیماری‌ها را بررسی خواهند کرد.
او در توضیح اهمیت این پژوهش می‌گوید: در زمینه اختلالات مغزی مانند بیماری‌های تخریب عصبی و اختلالات روانی، ایده‌ای در حال ظهور است که متابولیسم میتوکندریایی نادرست می‌تواند عامل مؤثری باشد.
شن همچنین به سابقه طولانی دانشگاه ییل در مطالعه متابولیسم و علاقه‌اش به ریزمغذی‌هایی مانند ویتامین B۵ اشاره می‌کند: امیدواریم بتوانیم با درک عمیق از متابولیسم سلولی، مسیر‌های جدیدی برای تشخیص و حتی درمان این بیماری‌ها ارائه دهیم و به این میراث علمی ادامه دهیم.
انتهای پیام/
Authors: صاحب‌خبران - جدیدترین و آخرین اخبار ایران و جهان - علمی-فناوری