نقص در یک پروتئین باعث اختلالات حرکتی در مگس ها می شود



محققان دانشگاه های بن و اسنابروک پروتئینی را کشف کردند که نقص آن باعث اختلالات حرکتی در مگس ها می شود. این پروتئین قبلاً در بیماران انسانی مبتلا به بیماری پارکینسون نیز یافت شده بود. با این حال، تاکنون مشخص نشده است که چه عملکردی در سلول دارد. این مطالعه اکنون پاسخی به این سوال می دهد. این کار که بیمارستان دانشگاهی آخن نیز در آن مشارکت داشت، اکنون در مجله Science Advances منتشر شده است.

در مطالعه خود، گروه های تحقیقاتی پروتئینی به نام Creld را بررسی کردند. مطالعه ای در بن اخیراً توانست نشان دهد که Creld نقش مهمی در رشد قلب پستانداران دارد. دکتر مارگرت هلن بولو، مدرس موسسه LIMES دانشگاه بن، توضیح می دهد: «ما می خواستیم دقیقاً بفهمیم که پروتئین دقیقاً چه کار می کند.

برای این منظور، محققان مگس‌های میوه این جنس را مورد مطالعه قرار دادند مگس سرکه، که آنها به گونه ای اصلاح ژنتیکی کرده بودند که نمی توانند Creld را تشکیل دهند. در حیوانات، ضربان قلب به روشی مشخص کاهش یافت – نشانه کمبود انرژی. آنها همچنین اختلالات حرکتی شدیدی را نشان دادند. نیروگاه های سلول، میتوکندری، وظیفه تامین انرژی را بر عهده دارند. عملکرد نادرست آنها می تواند منجر به مرگ سلول های عصبی شود که مسئول عملکرد حرکتی در انسان هستند. تصویر بالینی به عنوان بیماری پارکینسون شناخته می شود.

دکتر نیکول کوچاروفسکی از موسسه LIMES، که همراه با همکارش ماری پارادیس، بخش مهمی از آزمایش‌ها را انجام دادند، می‌گوید: «بنابراین Creld ممکن است نه تنها در اختلال عملکرد قلب، بلکه در بیماری پارکینسون نیز نقش مهمی داشته باشد. مطالعه. “یافته های یک تجزیه و تحلیل اخیر با این مطابقت دارد. این نشان می دهد که تولید Creld اغلب در بیماران پارکینسون کاهش می یابد.” اما اینکه چگونه Creld ممکن است با پارکینسون مرتبط باشد گیج کننده بود: این پروتئین اصلا در میتوکندری یافت نمی شود. می توان آن را به طور انحصاری در شبکه گسترده ای از لوله ها شناسایی کرد که برای تولید مولکول های مختلف در سلول – شبکه آندوپلاسمی (ER) خدمت می کند. چگونه می تواند از آنجا در عملکرد نیروگاه های سلولی اختلال ایجاد کند؟

آفت کش مشکوک به ایجاد بیماری پارکینسون

برای کشف این موضوع، محققان مقادیر کمی از یک آفت کش را به مگس های میوه سالم (یعنی آنهایی که می توانند Creld را تشکیل دهند) تجویز کردند. این ماده حاوی ماده فعال روتنون است که مشکوک به ایجاد بیماری پارکینسون در انسان است. روتنون با مهار یک مرحله کلیدی در تولید انرژی، مستقیماً در میتوکندری عمل می کند. پس از تجویز آفت کش، مگس ها اختلالات حرکتی مشابهی با جهش یافته های Creld نشان دادند. بولو توضیح می دهد: “ما همچنین دریافتیم که میتوکندری آنها اغلب با ER در تماس است.”

در آزمایش‌های بعدی، محققان توانستند نشان دهند که طبقات خاصی از لیپیدها از ER به میتوکندری در طول این تماس منتقل می‌شوند. این به اصطلاح فسفولیپیدها مرحله تولید انرژی را که توسط روتنون مهار می شود، دوباره احیا می کنند. با کمک ER، میتوکندری ها سعی می کنند منبع انرژی را دوباره به این روش افزایش دهند. بولو خاطرنشان می کند: «به نظر می رسد در دسترس بودن Creld برای این انتقال فسفولیپیدها بسیار مهم است. “در مگس هایی که نمی توانند Creld را تشکیل دهند، فسفولیپیدها در محل های تماس بین ER و میتوکندری تجمع می یابند. بنابراین آنها به میتوکندری منتقل نمی شوند، بلکه انباشته می شوند.”

Creld تولید انرژی در سلول را افزایش می دهد

بنابراین Creld برای افزایش تولید انرژی در سلول مهم است. این در راستای این مشاهده است که مگس سرکه جهش‌یافته‌های بدون Creld به سختی در میتوکندری‌های خود پراکسید هیدروژن تولید می‌کنند – این مولکولی است که به عنوان مواد زائد در طول کار نیروگاه‌ها تولید می‌شود. پراکسید هیدروژن می تواند به سلول ها آسیب برساند. تا به حال تصور می شد که در افراد مبتلا به پارکینسون به مقدار زیاد تولید می شود یا به اندازه کافی دفع نشده است. این به تدریج سلول های عصبی مسئول عملکرد حرکتی را مسموم می کند.

با این حال، ممکن است که یک اثر دیگر ممکن است باعث نابودی آنها شود – یعنی کمبود مزمن انرژی ناشی از آسیب یا تولید کم Creld. بولو، که عضو حوزه تحقیقاتی بین رشته‌ای «زندگی و سلامت» در دانشگاه بن است، می‌گوید: «این پایان‌نامه‌ای است که اکنون باید آن را بیشتر بررسی کنیم».

موفقیت فعلی نیز نتیجه یک همکاری موفق است. برای مثال، بخش‌های اساسی کار در دانشگاه اوسنابروک انجام شد. دکتر جولیا سلین، که در ابتدا به شروع این مطالعه کمک کرد، اخیراً به بیمارستان دانشگاهی در آخن نقل مکان کرده است. بولو تاکید می کند: “همکاری با پروفسور دکتر کریستوف تیله از Cluster of Excellence Immunosensation2 در دانشگاه بن نیز بسیار خوب بود.”

منبع:

مرجع مجله:

Marie Paradis و همکاران: پروتئین ER Creld دینامیک تماس ER-میتوکندری و فعالیت کمپلکس تنفسی 1 را تنظیم می کند. پیشرفت علم؛ https://doi.org/10.1126/sciadv.abo0155



منبع