بایگانی ماه مرداد, ۱۳۹۸

○ برخی از سلول ها می‌توانند هویت خود را تغییر و به سلول دیگری تبدیل شوند.

بررسی جدید پژوهشگران “دانشگاه ویرجینیا”(UVA) نشان می‌دهد نوعی سلول رنگی در “گورخرماهی”(zebrafish) می‌تواند پس از رشد، به سلول دیگری تبدیل شود.

در بررسی‌های آزمایشگاهی مشخص شد ، برخی سلول‌های رنگی گورخرماهی که سیاه‌رنگ هستند، به رنگ خاکستری و سپس سفید در می‌آیند. در بررسی‌های دقیق‌تر تغییرات قابل توجهی در بیان ژن و شیمی سلول‌های رنگی کشف شد.

سلول‌ها راز پنهانی با خود دارند که با دید ساده و گذرا قابل درک نیست. گورخرماهی، بیش از ۳۰ سال مورد مطالعه پژوهشگران بوده؛ در نتیجه اطلاعات پژهشگران در مورد آن زیاد است اما این نخستین بار است که چنین تغییری در این ماهی مشاهده می‌شود.

○ویژگی سلول های رنگدانه‌ای

•این نوع خاص از سلول، می‌تواند اطلاعات خوبی در مورد “ملانین”(melanin) رنگدانه‌ها و تغییر رنگ یک ماهی از سیاه به سفید طی چرخه زندگی او ارائه دهد.

•این سلول‌های خاص، در لبه باله‌های ماهی دیده می‌شوند که احتمالا عملکرد آن‌ها مانند سیگنالی باشد که برای گورخرماهی‌های دیگر ارسال می‌شود.

توانایی یک سلول پیشرفته برای تبدیل به یک سلول متفاوت، موضوع بسیار نادری است که معمولاً به دخالت آزمایشگاهی نیاز دارد تا سلول پیش از تغییر ،  ابتدا در ظروف آزمایشگاهی به حالت سلول بنیادی بازگردد.

بر اساس این پژوهش،  شاید برخی سلول‌های پیشرفته، این توانایی را داشته باشند که باور عمومی را در مورد این موضوع تغییر دهند.

به بیان پاریچی محقق پژوهش :” این باور مدت‌ها در زیست‌شناسی تکاملی وجود داشت که سلول پس از تکمیل رشد خود، به همان صورت باقی می‌ماند اما ما پی برده‌ایم که همیشه این اتفاق نمی‌افتد و برخی از سلول‌های نادر می‌توانند پس از تکامل ابتدایی، به سلول جدیدی تبدیل شوند.“

باور پیشین پژوهشگران این بود که سلول‌های بنیادی، به یک نوع خاص از سلول تبدیل می‌شوند و سپس، به همان صورت باقی می‌مانند؛ در نتیجه سلول پوست، همان سلول پوست و سلول عضله، همان سلول عضله خواهد بود.

اما طبق پژوهش‌های جدید : سلول‌های موسوم به “ملانوسیت”(melanocyte)، از ابتدا ملانین با خود دارند ولی پس از مدتی آن را از دست می‌دهند و به جای آن، رنگدانه سفید می‌سازند.

این توانایی، سلول‌ها را به یک مدل پژوهشی خوب برای درک نحوه تغییر آن‌ها تبدیل می‌کند.

○پیامد‌های این تحقیق

این کشف، پیامدهای خوبی برای پزشکی ترمیمی به همراه خواهد داشت

1_  امکان استفاده‌ی پزشکان فعال در این حوزه ،  از سلول‌ها در جهت ابداع بافت‌های جایگزین سلول‌های دیگر

2_ کارایی بالای این قابلیت برای درمان بیماران مبتلا به سکته مغزی، آسیب نخاعی و سکته قلبی

3_ دانستن این موضوع که چگونه سلول‌ها تغییر می‌کنند، برای پزشکی ترمیمی، امری ضروری و ارزشمند است.

4_ درک نحوه تغییر رنگ سلول‌ها از سیاه به سفید، می‌تواند به ما در درک بیشتر سلول‌ها کمک کند.

•پژوهشگران در حال حاضر، از سلول‌های بنیادی برای ارائه سلول‌های متفاوت استفاده می‌کنند و امیدوار هستند ، بتوانند با کمک سلول‌های رنگی، درک بهتری از این فرآیند به دست بیاورند و شاید آن را در برنامه‌ریزی دوباره سلول‌ها به کار گیرند.

این پژوهش در مجله “Proceedings of the National Academy of Sciences” به چاپ رسید.

○گور خرماهی

گورخرماهی (Danio rerio) نام یک گونه از تیرهکپورماهیان است که بطور بومی آب‌های آزاد جنوب آسیا یافت می‌شود و از جمله ماهیان آکواریومی است. در پژوهش های علمی (خصوصا زیست شناسی) درباره مهره داران، از گورخرماهی به عنوان یک مدل نسبتا ایده آل استفاده می‌شود .

○ مبارزه با پیری از طریق هدف گیری یک RNA متصل شونده به پروتئین

محققان دریافتند که PUM2 RNA-binding protein در تجمع میتوکندری‌های معیوب  که فاکتور اصلی پروسه پیری است نقش دارند. هدف‌گیری PUM2 در حیوانات پیر از عملکرد ناقص میتوکندری های پیر جلوگیری می‌کند.

همانطور که پیر می‌شویم، بدن ما تحت تغییرات بیولوژیکی قرار می‌گیرد که باعث کاهش عملکرد سلول ها و بافت‌ها می‌شود. با این حال، اکثر مطالعات انجام شده برای شناسایی مولکول‌های درگیر در اختلالات وابسته به افزایش سن، تنها بر مکانیسم رونویسی mRNA ژن مبتنی بوده‌اند و با وجوداین که گامی بسیار مهم در بروز ژن محسوب می‌شود ، تنها بخشی از ساز و کارهای نظارتی پیچیده در سلول های ما را تشکیل می‌دهد.

 ○ارتباط افزایش سن و پروتئین ها 

• دانشمندان در آزمایشگاه Johan Auwerx   در EPFL ، مسیر متفاوتی را در پیش گرفتند، و به مطالعه ارتباط بین افزایش سن و پروتئین‌های RNA-binding (RBPs) پرداختند ، در این روش مولکول های mRNA را به هم متصل کرده و سرنوشت آن‌ها را پس از رونویسی ژن تنظیم می‌کنند.

• ابتدا سلول‌هایی از حیوانات پیر را غربال کردند تا هر گونه RBPs که طی فرآیند پیری تغییر کرده است را شناسایی کنند.

• غربالگری نشان داد که یک پروتئین خاص، Pumilio2 ):PUM2) بسیار در حیوانات پیر تحریک و القا شده است. PUM2 به مولکول های mRNA حاوی سایت های شناسایی خاص هستند ، متصل می‌شود.

• پس از اتصال، PUM2 ترجمه mRNA های هدف به پروتئین را سرکوب می‌کند.

با استفاده از روش سیستم های ژنتیک، محققان یک mRNA جدید که به PUM2 متصل می شود را شناسایی کردند. این mRNA پروتئینی به نام Mitochondrial Fission Factor (MFF) را کد می‌کند و تنظیم کننده اصلی تقسیم میتوکندری محسوب می‌شود ( فرایندی که توسط آن میتوکندری به میتوکندری کوچکتر می‌شکند.) همچنین داشتن سطح بالایی از MFF اجازه  پاکسازی میتوکندری های معیوب را می‌دهد و فرآیندی به نام mitophagy ، نام دارد .

بر اساس نتیجه‌ی این مطالعه ، محور PUM2 / MFF  که به تازگی شناسایی شده طی پیری دچار بی نظمی می‌شود. مدارک و شواهد این مدعا از بررسی بافت عضلات و مغز جانوران پیر به دست آمده‌اند، که مشخص گردید دارای PUM2 بالاتری هستند، و در نتیجه، پروتئین MFF کمتری دارند.

این امر منجر به کاهش شکافت میتوکندری و mitophagy شده و بدون توانایی ریز کردن و حذف میتوکندری کوچکتر، بافت سال‌خورده انباشته از اندامک‌های  بزرگتر و ناسالم تر می‌شود.

○ مکانیسم حذفpum2

اما حذف PUM2 از عضلات موش‌های پیر می تواند این فرآیند را معکوس کند. به بیان داویده آمیکو  نویسنده اصلی مقاله: ما از تکنولوژی تکنولوژی CRISPR-Cas9 بهره گرفتیم تا به طور خاص ژن کدکننده Pum2 در عضله گاستروکنمیوس جوندگان پیر را هدف قرار داده و غیرفعال کنیم.

با کاهش سطوح Pum2، ما پروتئین MFF بیشتر به دست آورده و افزایش تکه تکه شدن میتوکندری و mitophagy را موجب شدیم. نتیجه‌ی این کار بهبود قابل ملاحظه‌ای در عملکرد میتوکندری حیوانات کهن‌سال بود.

این مکانیزم در nematode C نیز وجود دارد ، جالب است بدانید که پروتئین PUF-8 نیز در پیری نقش دارد.

تخلیه‌ی ژن PUF-8 از کرم های پیر به منظور بهبود عملکرد میتوکندری و افزایش طول عمر،  کفایت می‌کند. این کار نمونه‌ای است از اینکه چگونه یک رویکرد multi-omics و بین گونه‌ای می تواند ژن‌های جدید مرتبط با پیری را مشخص نماید.

پروتئین RNA- binding به بیماری های حاد عصبی عضلانی نیز مرتبط است، و اغلب در توده‌های پاتولوژیک جمع می‌شوند.

PUM2 تمایل دارد به شکل ذراتی تغلیظ شود که طی فرآیند پیری به MFF mRNA متصل شده و آن را به تله می‌اندازد.با توجه به این که مشاهدات نیاز به مطالعات بیشتر دارد، اما به وضوح نشان می‌دهد که پروتئین‌های RNA-binding می‌توانند اهداف مناسبی برای پیری و اختلالات وابسته به سن باشند.