چگونه مواد مغذی گرسنگی سلول های بازیافت اجزای داخلی

ایده همراه به عنوان یک شهر مشترک است, آشنایی با زیست شناسی برآمده توصیفاتی از سلول organelles به عنوان نیروگاه ها و کارخانه ها و جاده ها, کتابخانه ها و انبارها و بیشتر. مانند یک شهر این سازه نیاز به مقدار زیادی از منابع برای ساخت و راه اندازی و زمانی که منابع کمیاب اجزای داخلی بازیافت باید به ارائه بلوک های ساختمان ضروری به خصوص اسیدهای آمینه برای حفظ عملکردهای حیاتی است.

اما چگونه سلول های تصمیم بگیرد چه چیزی برای بازیافت زمانی که آنها گرسنه هستند? یکی غالب فرضیه نشان می دهد که سلول های گرسنه ترجیح می دهند برای بازیافت ribosomes — پروتئین سلولی-تولید کارخانه غنی از اسیدهای آمینه مهم و نوکلئوتید — از طریق autophagy یک فرایند است که تنزل پروتئین به صورت فله.

اما تحقیقات جدید دانشمندان در دانشکده پزشکی هاروارد نشان می دهد در غیر این صورت. در یک مطالعه منتشر شده در طبیعت در ماه ژوئیه آنها به طور سیستماتیک بررسی پروتئین کل چشم انداز طبیعی و مواد مغذی محروم از سلول است که برای شناسایی پروتئین ها و organelles در حال تخریب توسط autophagy.

این تجزیه و تحلیل نشان داد که در مقابل انتظارات ribosomes نیست ترجیحا بازیافت از طریق autophagy بلکه تعداد کمی از دیگر اندام به خصوص قطعات شبکه آندوپلاسمی در حال تخریب.

نتایج روشن چگونه سلول های پاسخ به مواد مغذی محرومیت و در autophagy و پروتئین تخریب فرآیندهای است که به طور فزاینده ای محبوب اهداف برای توسعه مواد مخدر در سرطان و دیگر شرایط بیماری نویسندگان گفت.

“هنگامی که سلول ها گرسنه نیست و هیچ اتفاقی تنزل ribosomes یکهو از طریق autophagy. آنها به نظر می رسد که مکانیسم برای کنترل آنچه آنها بازیافت” گفت: ارشد نویسنده مطالعه وید هارپر برت و ناتالی Vallee استاد پاتولوژی مولکولی و صندلی زیست شناسی سلولی در Blavatnik موسسه در HMS.

“یافته های ما در حال حاضر اجازه می دهد تا ما را به تجدید نظر در پیش فرض های قبلی و درک بهتر سلول های مقابله با محدود مواد مغذی یک سوال اساسی در زیست شناسی” هارپر گفت.

پروتئین گردش مالی یک ثابت جهانی و وقوع در داخل هر سلول است. بازیافت غیر ضروری و یا misfolded پروتئین حذف آسیب دیده و اندام و انجام دیگر داخلی خانه داری وظایف سلول با استفاده از دو ابزار اصلی, autophagy و يوبيكويتين-proteasome سیستم.

Autophagy مشتق شده از واژه یونانی به معنی “خود-خوردن” اجازه می دهد تا سلول به کاهش پروتئین به صورت فله و همچنین به عنوان بزرگتر ساختارهای سلولی با شمعی آنها را در حباب مانند سازه ها و حمل و نقل آنها را به سلول های دفع زباله organelle به نام lysosome.

در مقابل proteasome مسیر اجازه می دهد تا سلول به شکستن فردی پروتئین توسط برچسب زدن آنها را با یک نشانگر شناخته شده به عنوان يوبيكويتين. يوبيكويتين-اصلاح پروتئین ها هستند و سپس به رسمیت شناخته شده توسط proteasome و تخریب.

اختلاف شگفت آور

مطالعات قبلی در مخمر پیشنهاد کرده اند که مواد مغذی گرسنگی سلولها با استفاده از autophagy به طور خاص بازیافت ribosomes که فراوان هستند و یک مخزن از کلید اسیدهای آمینه و نوکلئوتید. اما سلول های بسیاری از مکانیسم های دیگر برای تنظیم ribosome سطوح و چگونه آنها را تا زمانی که مواد مغذی کم شده است به طور کامل درک.

با استفاده از ترکیبی از کمی پروتئوميکس و ژنتیکی ابزار هارپر و همکاران بررسی پروتئین ترکیب و گردش مالی در سلول ها که محروم از مواد مغذی کلیدی. برای بررسی نقش autophagy آنها نیز با تمرکز بر سلول های ژنتیکی و یا شیمیایی مهار autophagy سیستم.

یکی از اولین تجزیه و تحلیل آنها انجام شده نشان داد که در سلول های گرسنه کل ريبوزومی سطح پروتئین کاهش تنها کمی نسبت به دیگر سطوح پروتئین. این کاهش به نظر می رسد مستقل از autophagy. سلول هایی که فاقد ظرفیت برای autophagy تا به حال هیچ نقص آشکار هنگامی که مواد مغذی محروم.

“این بسیار تعجب آور پیدا کردن که در تقابل با های موجود در فرضیه و آن را واقعا به رهبری آمریکا را در نظر بگیرید که چیزی گم شده بود در چگونه ما فکر می کنم در مورد autophagy و نقش آن در ribosome تخریب” هارپر گفت. “این ساده و در نتیجه پنهان یک مقدار زیادی از زیست شناسی است که ما سعی به کشف.”

جستجو برای توضیح این اختلاف این تیم پیشگام مطالعه co-اولین نویسندگان Heeseon و Alban Ordureau تحقیقات همراهان در زیست شناسی سلولی در HMS سیستماتیک تجزیه و تحلیل تولید جدید ribosomes و سرنوشت های موجود در سلول های گرسنه.

آنها را از طریق انواع مختلفی از تکنیک های مکمل از جمله Ribo-هاله اجازه داده است که آنها را به برچسب های مختلف ريبوزومی قطعات با فلورسنت برچسب ها. آنها می تواند درخواست این برچسب ها در زمان های مختلف و اندازه گیری که چگونه بسیاری از جدید ribosomes بودند که سنتز در سطح یک تک سلول و همچنین چگونه بسیاری از پیر ribosomes باقی مانده پس از یک مقدار مجموعه ای از زمان.

هنگامی که سلول های محروم بودن از مواد مغذی و عوامل اصلی است که منجر به کاهش کلی ribosome سطح یک کاهش در ribosome سنتز و گردش مالی از طریق غیر autophagy وابسته به مسیرهای این آزمایش نشان داد. هر دو حجم سلول و میزان تقسیم سلولی کاهش یافته و همچنین, اما اجازه داده است که سلول ها برای حفظ تراکم سلولی از ribosomes.

جهانی تصویر

بعدی تیم بررسی الگوهای تخریب بیش از 8,300 پروتئین در سراسر سلول در طول مغذی محرومیت. آنها تایید کردند که الگوی ribosome حجم معاملات به نظر می رسد مستقل از autophagy و در عوض همسان پروتئین است که شناخته شده برای تخریب از طریق يوبيكويتين-proteasome سیستم.

“با ما کمی پروتئوميکس toolbox ما می تواند به طور همزمان در یک شیوه ای بی طرفانه در چگونه هزاران نفر از پروتئین ها ساخته شده و گردش مالی در سلول تحت شرایط مختلف با یا بدون autophagy,” Ordureau گفت. “این اجازه به ما برای به دست آوردن یک جهانی عکس, بود که بر اساس استنتاجات کشیده شده از تجزیه و تحلیل از تعداد محدودی از پروتئین است.”

این تجزیه و تحلیل نشان داد که تعداد کمی از organelles و پروتئین بودند تخریب autophagy در مقادیر بالاتر از ribosomes به خصوص شبکه آندوپلاسمی که هارپر آزمایشگاه قبلا نشان داده شده است انتخابی بازسازی توسط autophagy در طول مغذی استرس است.

این پروتئوم گسترده داده ها ممکن است آشکار دیگر اندام ها و پروتئین ها هستند که به صورت انتخابی تخریب در پاسخ به مواد مغذی و استرس و نویسندگان گفت: و این تیم بیشتر به دنبال تجزیه و تحلیل.

هم نتايج روشن چگونه گرسنه سلول های پاسخ به استرس مواد مغذی و به طور خاص روشن پیش فرض های قبلی در مورد ribosome گردش مالی. انتقادی نویسندگان گفت: این نتایج نشان می دهد که proteasome وابسته به گردش ribosomes به احتمال زیاد منجر به یک حد بسیار بیشتر از autophagy در طول مغذی استرس است.

این یک گام مهم به سوی بهتر و درک بدون پیشداوری از اسلام از autophagy به طور گسترده ای مورد مطالعه فرایند است که هدف های متعدد مواد مخدر کشف کردند.

“کنترل autophagy است که به کاوش در طیف گسترده ای از زمینه ها مانند کشتن سلول های تومور با گرسنگی آنها را از مواد مغذی کلیدی و یا اجازه می دهد سلول های عصبی به حذف مضر پروتئین دانه” یک گفت. “اما درک ما از autophagy ناقص است و بسیاری از جنبه ها هنوز مشخص نیست.”

تنها به تازگی دانشمندان دریافتند که گرسنگی ناشی از autophagy می تواند انتخابی او اضافه شده و به سوالات مانند آنچه organelles هدفمند هستند و به همین دلیل آیا autophagy تاثیر می گذارد تنها آسیب دیده organelles یا آنهایی که تصادفی و بسیاری دیگر بیشتر باقی می ماند بدون جواب.

“ما با استفاده از متن گرسنگی برای درک بهتر سلول ها با استفاده از autophagy و تحت چه شرایطی به درک این مهم روند بهتر” یک گفت.

اضافی نویسندگان در این مطالعه عبارتند از: ماریا Körner و Joao Paulo. این کار با حمایت موسسه ملی بهداشت (کمک های مالی R37NS083524, RO1AG011085 و RO1GM095567).

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>