اسمزی استرس به عنوان محرک سلولی و دفع زباله

سلولی و دفع زباله که در آن autophagy و lysosomes تعامل انجام توابع ابتدایی مانند اهانت آمیز آسیب دیده مولکول های پروتئین که اختلال عملکرد سلولی و reintroducing حاصل از بلوک های ساختمان از قبیل اسیدهای آمینه به سیستم سوخت و ساز بدن. این فرایند بازیافت شناخته شده است برای نگه داشتن سلول های جوان و, برای مثال, محافظت در برابر تجمع پروتئین رخ می دهد که در بیماری های عصبی. اما آنچه غیر از گرسنگی در واقع این سیستم مهم می گذرد ؟ محققان از لایبنیتس-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) در برلین در حال حاضر کشف ناشناخته ساز: اسمزی استرس یعنی تغییر در آب و یونی تعادل باعث یک پاسخ در عرض چند ساعت منجر به افزایش تشکیل و فعالیت autophagosomes و lysosomes. این کار در حال حاضر منتشر شده در "طبیعت زیست شناسی سلولی"توصیف جدید مسیر سیگنالینگ در جزئیات را فراهم می کند بسیار مهم و اساس برای بهبود درک ما از تاثیر محیطی را در تلفن همراه بازیافت و تخریب سیستم و چگونه این دانش را می توان مورد استفاده برای اهداف درمانی.

سلول های ما در حال گاهی اوقات نیاز به یک "بهار پاک" به طوری که به اشتباه خورده مولکول های پروتئین و یا آسیب دیده سلول organelles و توان جلوگیری از تجمع مولکول های پروتئین. مکانیسم های مسئول این حذف به اصطلاح "autophagy" و از نزدیک مرتبط lysosomal سیستم کشف که به دست آورده جایزه نوبل پزشکی در سال 2016.

کاملا تعدادی از مطالعات نشان می دهد که autophagy و lysosomes بازی میکند و نقش مهمی در پیری و بیماری های عصبی. آن را نیز به طور کلی موافقت کردند که روزه یا محرومیت از مواد غذایی می تواند kickstart این تخریب سلولی و فرایند بازیافت. دیگر از آن کمی شناخته شده است در مورد اینکه چگونه سلول ها و ارگان های کنترل کیفیت خود را به مولکول های پروتئین و که محیط زیست را تحت تاثیر قرار بدهد و تعیین کننده سیگنال برای شروع به تمیز کردن.

از دست دادن آب باعث شکل گیری lysosomes و autophagy

ماشه جدید در حال حاضر شناسایی شده توسط دانشمندان از لایبنیتس-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) در برلین: این اسمزی استرس یعنی دولت است که در آن سلول های از دست دادن آب شروع می شود که سیستم autophagy و از lysosomal تخریب است. این مطالعه به تازگی منتشر شده است در مجله معتبر "طبیعت زیست شناسی سلولی".

"زمانی که کم آبی بدن رخ می دهد ما به طور ناگهانی دیدن بیشتر lysosomes در سلول یعنی بیشتر organelles که جمع آوری مولکول های پروتئین در حال تخریب" توضیح co-آخرین نویسنده PD دکتر Tanja Maritzen. "این یک توافق هوشمندانه از آنجا که تلفن همراه از دست دادن آب به طور همزمان پرورش تجمع پروتئین است. این مصالح باید برداشته شود به سرعت برای اطمینان از ادامه عملکرد سلول و این کار بهتر است هنگامی که سلول های بیشتر lysosomes."

یون حمل و نقل NHE7 سوئیچ در مسیر تازه کشف شده

محققان قادر به مشاهده آنچه اتفاق می افتد در سطح مولکولی در سلول های خشک با استفاده از آستروسیتها, ستاره شکل سلول در مغز که کمک کار ما سلول های عصبی: در این رویداد از دست دادن آب بدن به یون حمل و نقل NHE7 translocates از سلول های داخلی که در آن است به طور معمول قرار گرفته و به سلول محدود کردن پلاسما غشاء محافظت سلول از خارج است. این امر منجر به هجوم یون های سدیم به داخل سلول به طور غیر مستقیم در افزایش سطح کلسیم - کلید مسنجر - در cytosol. این سطح بالای کلسیم در نوبه خود فعال یک فاکتور رونویسی به نام TFEB که در نهایت سوئیچ در autophagy و lysosomal ژن. به عبارت دیگر این سیستم این است که آغاز شده توسط یون حمل و نقل NHE7 باعث استرس اسمزی.

"این مسیر به طور کامل ناشناخته" اظهار داشت: رهبر گروه و آخرین نویسنده این مطالعه و استاد دکتر Volker Haucke. "این یک مکانیزم جدید است که در پاسخ به یک نوع کاملا متفاوت از فيزيولوژيک چالش برای کسانی که قبلا شناخته شده است."

کشف جمع پروتئین ها در سلول های مغز

شمارنده آزمایش نشان داد که اهمیت این مسیر برای سلامت انسان: زمانی که محققان حذف یک جزء از مسیر سیگنالینگ مانند حمل و نقل NHE7 یا فاکتور رونویسی TFEB جمع پروتئین مولکول های انباشته شده در آستروسیتها تحت شرایط تنش اسمزی; آنها نمی تواند شکسته. در مطالعه این پدیده نشان داده شد برای قطعات مانند synuclein - یک پروتئین است که نقش مهمی در بیماری پارکینسون.

"بیماری های عصبی به ویژه ممکن است در نتیجه از این مسیر در حال روشن نادرست" اعلام کرد Tania لوپز-هرناندز post-doc در استاد Haucke و دکتر Maritzen را در گروه های مربوطه و نویسنده سرب از مطالعه. "علاوه بر این NHE7 به اصطلاح آلزایمر خطر ابتلا به ژن است. ما در حال حاضر جدید بینش به همین دلیل این ژن می تواند چنین نقش حیاتی."

نکته جالب دیگر این است که عقب افتادگی ذهنی در پسران در گذشته از طریق کروموزوم X است که به علت جهش در NHE7 ژن است. محققان گمان می برند که مکانیسم بیماری است که در ارتباط با تخریب مکانیسم است که در حال حاضر شرح داده شده است. اگر فقط سوئیچ یعنی NHE7 پروتئین بودند معیوب تلاش می تواند ساخته شده به نوبه خود در این مسیر در راه دیگری. "این بسیار دشوار است در عمل بسیار گران قیمت برای تعمیر یک نقص ژنتیکی است, اما این امر می تواند قابل تصور به دارویی نفوذ NHE7 پروتئین و یا استفاده از محرک های دیگر مانند اسپرميدين به عنوان یک مکمل غذایی برای تعویض autophagy سیستم در این بیماران توضیح داد:" زیست شناس سلول و neurocure محقق Volker Haucke.

پزشکی ارتباط از تحقیقات پایه

به منظور انجام چنین مداخلات این پایه نیاز به تحقیق بیشتر به طور کامل. به عنوان مثال, آن است که هنوز روشن نیست که چگونه استرس اسمزی بر انتقال NHE7 به سطح سلول. آن نیز شناخته شده نیست که آیا کل تخریب سیستم آغاز شده است و یا اینکه فقط فرد ژن تغییر می شوند یا که خاص پاسخ به استرس اسمزی مورد نیاز برای فعال کردن lysosomal سیستم. و نه آن است که شناخته شده است که محرک های دیگر ممکن است باعث این فرایند فیزیولوژیک. محققان در حال حاضر به دنبال پاسخ به همه این پرسش ها در پروژه های بعدی.

"کار ما به ما نشان داده که تاثیر اساسی که ما آب و یونی تعادل در توانایی ما در سلول و بافت به شکستن و معیوب مولکول های پروتئین ، اظهار داشت: Volker Haucke. "در حال حاضر ما می خواهیم برای به دست آوردن درک بهتر از این ساز و دلیل آن را نیز نقش عمده ای در پیری neurodegeneration و پیشگیری از بسیاری از بیماری های دیگر است."

###

متن: بئاتریس Hamberger
ترجمه: ترزا Gehrs

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.