محققان نانوماشینی که وظیفه پاکسازی سلول‌ها را دارد را بازسازی کردند

در بدن ما، هر روز یک فرایند پاکسازی اتفاق می‌افتد. این فرایند اتوفاژی نامگذاری شده که در زبان یونانی به معنای خود خواری است و نقش مهمی در ایمنی و سیستم دفاعی میزبان دارد. در بدن انسان، خودخواری فرآیندی است که طی آن سلول‌ها تجزیه می‌شوند، پروتئین‌های ناهنجار، درشت مولکول‌ها و اندامک‌های زائد را از سیتوپلاسم حذف کرده و میکروارگانیسم‌های مهاجم را از بین می‌برند.

این مواد زائد از مجاری بسیار ریزی به نام اتوفاگوزوم عبور کرده تا در ماشین بازیافت سلول یعنی لیزوزوم انبار شوند. سپس این مواد تجزیه شده، برای عملکردهای ضروری سلول، مخصوصا هنگام گرسنگی یا استرس بازیافت می‌شوند. شروع به موقع اتوفاژی برای حفظ بقای سلول‌ها هنگام استرس و گرسنگی بسیار حیاتی است.

فرض کنید بنا به دلایلی، فرایند اتوفاژی ناپایدار است و مقداری مواد زائد انباشته شده در سلول‌های شما وجود دارند، در چنین شرایطی ممکن است این مواد زائد منجر به پدید آمدن بیماری‌های عصبی و حتی سرطان شوند.

یک تیم از محققان آلمانی برای درک شکاف‌هایی که در اطلاعات ما درباره فرایند اتوفاژی وجود دارد طی چندین سال تمامی پروتئین‌هایی که در این فرایند دخیل هستند را تولید کردند.

الکس فایسن، رهبر این گروه تحقیقاتی از موسسه ماکس پلانک می‌گوید:

چگونه اجزای پروتئین با هم کار می‌کنند؟ چطور فرایند اتوفاژی شروع و متوقف می‌شود؟ اتوفاگوزوم کی و کجا سر هم می‌شود؟ این‌ها چیزهایی است که ما به دنبال فهمیدنشان هستیم.

این تیم، پروتئین‌ها را هنگام سر هم شدن اتوفاگوزوم‌ها زیر نظر گرفت. رویه معمول برای انجام این کار استفاده از باکتری‌هایی است که از نظر ژنتیکی برنامه ریزی شده هستند. فایسن گفت:

البته تولید پروتئین با استفاده از باکتری برای هیچ کدام از پروتئین‌های ما کارساز نبود!

این در حالی است که دانشمندان هنگامی که از سلول‌های حشرات به عنوان کمک کننده مولکولی استفاده کردند به پیشرفت بزرگی رسیدند.

مرحله بعدی شامل قرار دادن مجموعه‌های پروتئینی کنار همدیگر است. فایسن توضیح داد:

مجموعه‌ها خود به خود کنار هم جمع شده و یک ابرمجموعه پروتئینی یعنی مجموعه شروع اتوفاژی را تشکیل می‌دهند. اتوفاژی شامل یک نانوماشین پیچیده سلولی است و عملکرد آن با آنچه قبلا تصور می‌شد کاملا متفاوت است.

اتوفاگوزوم‌ها در عرض چند دقیقه هنگامی که بدن تحت فشار فعالیت‌هایی مانند ورزش‌های استقامتی قرار می‌گیرد و یا هنگام گرسنگی، تشکیل می‌شوند. Anh Nguyen که یکی از نویسندگان این مقاله که در ژورنال Molecular Cell چاپ شده است می‌گوید:

از اینجا به بعد دیگر بازگشتی وجود ندارد؛ سیستم دفع مواد زائد سر هم شده و مواد زائد سلولی را جمع‌آوری می‌نماید.

با وجود اینکه تیم محققان این نانوماشین را بازسازی کرده‌اند اما همچنان برخی سوالات مربوط به کلید “روشن” و “خاموش” مولکولی، به آن شکلی که در دیگر ماشین‌های مولکولی وجود دارد بی‌پاسخ مانده است.

محققان امیدوارند که یافته‌های آن‌ها به درمان سرطان و بیماری‌های عصبی کمک کند و روند پیری را کند نماید.

منبع: Interestingengineering