پروتئین ناشناخته ای که سلول های انسان را سالم نگه میدارد

پروتئین ناشناخته ای که سلول های انسان را سالم نگه میدارد -محققان پروتئینی ناشناخته با خواص آنتی اکسیدانی را کشف کرده اند که توسط کوکسیلا بورنتی ، یک باکتری درون سلولی گرم منفی تولید شده است. این پیشرفت، درمان‌های بالقوه جدیدی را برای بیماری‌های خودایمنی و سرطان پیشنهاد می‌کند.

محققان دانشگاه سائوپائولو با همکاری همکاران استرالیایی یک پروتئین باکتریایی منحصر به فرد را کشف کرده اند که قادر است سلول های انسانی را حتی زمانی که سلول ها دارای بار باکتریایی سنگینی هستند، سالم نگه دارد.

 این پیشرفت پتانسیل ایجاد درمان های جدید برای بیماری های مختلف مرتبط با اختلال عملکرد میتوکندری، از جمله سرطان و اختلالات خود ایمنی را دارد.

 میتوکندری ها، نیروگاه های سلولی، برای تامین انرژی مورد نیاز برای واکنش های بیوشیمیایی سلولی ضروری هستند.

مقاله ای در مورد این مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است . محققان بیش از 130 پروتئین آزاد شده توسط Coxiella burnetii را در هنگام حمله این باکتری به سلول های میزبان مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند و دریافتند حداقل یکی از آنها می تواند طول عمر سلول را با اثر مستقیم بر روی میتوکندری افزایش دهد.

پس از حمله به سلول‌های میزبان، C. burnetii یک پروتئین ناشناخته آزاد می‌کند که نویسندگان آن را افکتور کوکسیلا میتوکندری F (MceF) می‌نامند.

 MceF با گلوتاتیون پراکسیداز 4 (GPX4)، یک آنزیم آنتی اکسیدانی واقع در میتوکندری، برای بهبود عملکرد میتوکندری با ترویج یک اثر آنتی اکسیدانی که از آسیب سلولی و مرگ جلوگیری می کند، تعامل می کند، که ممکن است زمانی رخ دهد که پاتوژن ها در داخل سلول های پستانداران تکثیر شوند.

C.burneti از استراتژی‌های مختلفی برای جلوگیری از مرگ سلول‌های مورد حمله و تکثیر درون آنها استفاده می‌کند. یکی مدولاسیون GPX4 توسط MceF، مکانیزمی است که در این مقاله کشف و گزارش کردیم.

 داریو زامبونی، یکی از نویسندگان مقاله و استاد دانشکده پزشکی Ribeirão Preto (FMRP) گفت: تخصیص مجدد این پروتئین ها در میتوکندری سلولی سلول های پستانداران را قادر می سازد حتی زمانی که با یک بار باکتریایی بسیار بزرگ آلوده شده باشند، زندگی طولانی تری داشته باشند. -USP).

این مطالعه در مرکز تحقیقات بیماری های التهابی (CRID)، یکی از مراکز تحقیقات، نوآوری و انتشار FAPESP (RIDCs)، با همکاری هیلی نیوتن، استاد دانشگاه موناش در استرالیا انجام شد.

 بودجه نیز توسط FAPESP از طریق پروژه ای که توسط Zamboni هماهنگ شده بود، تامین شد.

اساساً، ما یک استراتژی را کشف کردیم که توسط C. burnetii برای حفظ سلامت سلول‌ها برای مدت طولانی‌تر و در عین حال تکثیر شدید استفاده می‌شود.

 رابسون کریگر لوتریو، نویسنده اول مقاله گفت: ما دریافتیم که پروتئین MceF آن GPX4 را به میتوکندری هدایت می کند، جایی که به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی عمل می کند، سلول آلوده را سم زدایی می کند و از پیر شدن اجزای سلولی جلوگیری می کند، در حالی که امکان تکثیر باکتری را فراهم می کند.

زیست شناس سلولی

C.burneti عامل عفونت جدی به نام تب کیو است که یک بیماری مشترک بین انسان و دام نسبتا شایع اما به ندرت تشخیص داده می شود. به گفته نویسندگان، شیوع کشاورزی “یک بار اقتصادی و بهداشت عمومی قابل توجه است”.

این باکتری باعث ذات الریه آتیپیک در انسان و کوکسیلوز در برخی از حیوانات مانند گاو، گوسفند و بز می شود. زامبونی توضیح داد که برای حمله و کنترل ماکروفاژها و مونوسیت ها – گلبول های سفید خون که بخشی از دفاع ایمنی خط مقدم ارگانیسم هستند – سازگار است و پاسخ میزبان به عفونت را مهار می کند.

“علاقه مطالعه عمیق این باکتری دقیقاً در توانایی آن در براندازی عملکرد سلول نهفته است. بر خلاف سایر باکتری ها که تنها زمانی باعث بیماری می شوند که تکثیر شوند تا به تعداد زیادی برسند، یک C.burneti تنها برای بیمار کردن یک فرد سالم کافی است.

 بنابراین برای تعدیل سلول هایی که به آنها حمله می کند، به طور موثر عمل می کند. زامبونی گفت: ما به شوخی از آن به عنوان یک زیست شناس سلولی درخشان یاد می کنیم، زیرا این توانایی را دارد که همه چیز را در سلول های میزبان تعدیل کند.

یکی دیگر از جنبه های جالب C. burnetii ، این است که حدود یک هفته در سلول ها تکثیر می شود. برای مقایسه، سالمونلا که باعث مسمومیت غذایی شدید می شود، باعث مرگ سلول های میزبان در کمتر از 24 ساعت می شود.

“مشاهده C. burnetii راه خوبی برای یادگیری نحوه عملکرد سلول ها است. در مورد این مطالعه، به ما در درک نحوه درمان اختلال عملکرد میتوکندری کمک کرد و بینش‌هایی در مورد مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده در انسان ارائه کرد.

برای تجزیه و تحلیل ظرفیت این باکتری برای براندازی ماکروفاژها و اثر مستقیم بر روی میتوکندری، محققان آزمایش‌ها و سنجش‌های آزمایشگاهی را بر روی لارو پروانه مومی بزرگ ( Galeria mellonella ) انجام دادند.

 در این مرحله اول مطالعه، آنها بیش از 80 پروتئین جدید از C.burnettii را با پتانسیل تعامل با سلول های میزبان و برهم زدن عملکرد آنها بررسی کردند.

 زامبونی گفت: «ما در نهایت بر روی MceF تمرکز کردیم زیرا مستقیماً روی میتوکندری‌ها که نقش کلیدی در روند مرگ سلولی دارند، عمل می‌کند.

این گروه اکنون تحقیقات خود را در دو جهت ادامه خواهد داد، یکی با هدف درک عمیق‌تر از سایر پروتئین‌های مورد علاقه، و دیگری شامل مطالعات بیوشیمیایی برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی تأثیر MceF بر GPX4.

نکته خوب در مورد این تحقیق این است که با بررسی یک باکتری، ما چیزهای زیادی در مورد سیگنال دهی سلولی، مرگ سلولی و روش های جدید برای معکوس کردن اختلال عملکرد میتوکندری می آموزیم.

 ما نیازی به اختراع یک تکنیک جدید نداریم. این فرآیند قبلاً در طول تعامل باکتری با سلول‌های میزبان رخ می‌دهد.»

مرجع: ” کوکسیلا گلوتاتیون پراکسیداز 4 را برای محافظت از سلول میزبان در برابر مرگ سلولی ناشی از استرس اکسیداتیو” توسط رابسون ک. ، تیاگو ام. استاینر، جسیکا کیاراتو، لورا اف. فیلدن، لتیسیا لوپس، لورن ای. برد، گوستاوو اچ. گلدمن، دایانا استوجانوفسکی، نیکلاس ای. اسکات، داریو اس. زامبونی و هیلی جی. نیوتن، 28 اوت 2023، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم .
DOI: 10.1073/pnas.2308752120

پروتئین ناشناخته ای که سلول های انسان را سالم نگه میدارد

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.