کوی دانش - kooy

رمزگشایی از تنظیم چرخه سلول های باکتریایی: کشف عملکردهای غیرقابل انتظار در یکی از تنظیم کننده های چرخه سلولی توسط زیست شناسان

رمزگشایی از تنظیم چرخه سلول های باکتریایی: کشف عملکردهای غیرقابل انتظار در یکی از تنظیم کننده های چرخه سلولی توسط زیست شناسان
04 تیر
14:30 1394
زیست شناسان مولکولی دانشگاه ماساسوچت واقع در امهِرست، در بخشی از تحقیقات بلندمدت خود بر روی عوامل تنظیم کننده چرخه سلولی باکتری ها، اکنون از کشف نقشی جدید و عجیب برای یکی از این عوامل به نام CpdR خبر می دهند. CpdR یک آداپتور است که در زمان های مشخصی، به تنظیمِ تخریبِ پروتئین های انتخابی کمک می کند. تخریبِ پروتئین های انتخابی، اصلی ترین مکانیسمِ کنترل توالی چرخه سلولی در باکتری ها است.

«جوآن لائو» دانشجوی دکترای میکروبیولوژی و «پیتر چِن» استاد راهنمای او در گروه بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی در دانشگاه ماساچوست در امهِرست، در یکی از نسخه های آنلاین نشریه Molecular Cell که به تازگی و زودتر از موعد منتشر شده، توضیح می دهند که چگونه دو مسیر مولکولی، یعنی تخریب پروتئین و فسفریلاسیون، برای اطمینان از رشد طبیعی باکتری با یکدیگر همکاری می کنند. چِن می گوید به دلیل اینکه تخریبِ کنترل شده پروتئین نقش مهمی در قدرت بیماری زایی باکتری دارد، «این یافته مسیرهای جدیدی را به ما نشان می دهد تا کشف آنتی بیوتیک های جدید و ضروری را در دستور کار قرار دهیم.»

چرخه سلولی در باکتری ها به شدت توسط آنزیم های گوارشی پروتئین موسوم به پروتئازها کنترل می شود. پروتئازها پروتئین های دیگر را که سوبسترا یا ماده اولیه نامیده می شوند، در زمان هایی مشخص همزمان با رشد و تقسیم سلولی بطور انتخابی تخریب می کنند. چِن بیان می کند در همین زمان فرآیند دیگری به نام فسفریلاسیون، پروتئین های مختلف را از نظر شیمیایی تغییر می دهد تا از این طریق فعالیت آنها را در مسیر وابسته به چرخه سلولی تنظیم کند.

اگرچه پروتئازهای وابسته به انرژی، که عمل تخریب بیشتر پروتئین ها را انجام می دهند، می توانند مستقیماً برخی سوبستراها را تشخیص دهند، اما معمولا تنظیمات بیولوژیکی به حضور عوامل بیشتری نیاز دارد که به آنها آداپتور گفته می شود. آداپتورها موجب انتخاب دقیقتر سوبسترا می گردند. در باکتری کالوباکتر کرسنتوس (Caulobacter crescentus) که در آزمایشگاه چِن مورد مطالعه قرار گرفت، یکی از این آداپتورها، پروتئینی کوچک به نام CpdR است که در زمان های متفاوتی در چرخه سلول بطور اختصاصی فسفریله شده است. تحقیقات قبلی نشان داده اند که زمان بندی این فسفریلاسیون با تخریب تعداد زیادی از پروتئین ها توسط یک پروتئاز به نام ClpXP مرتبط می باشد.

چِن می گوید: «قبل از این تحقیق ما گمان می کردیم بیشتر آداپتورها بطور همزمان به پروتئاز و سوبسترا متصل می شوند و با اتصال آنها به یکدیگر آنها را مجبور به واکنش می کنند. جوآن بطور غیرمنتظره ای دریافت که CpdR عمدتا به پروتئاز ClpXP متصل می شد اما به هیچ وجه به نظر نمی رسید که به خوبی به سوبسترا هم متصل شده باشد، بلکه با اتصال CpdR به ClpXP، پروتئاز برای واکنش با سوبسترا آماده می شود. اکنون این پروتئاز فعال شده این توانایی را نیز دارد که آداپتورهای بیشتری را به خدمت گرفته تا تعداد بیشتری پروتئاز به سوبسترای خود ملحق شوند.»

وی می افزاید: «به دلیل واکنش غیراختصاصی با هر سوبسترایی، این مکانیسم جدیدِ آماده سازی پروتئاز، امکان تشخیص گسترده و شگفت آور سوبستراها و تنظیم کننده های بیشتری را فراهم می کند. مکانیسم یاد شده به سلول اجازه می دهد مسیرهایی متعددی را تنها با یک تنظیم کننده کنترل کند. این موضوع زمانی که باکتری ها مجبور به پاسخ سریع هستند مفید است، مثل مدتی که به خاطر درمان با آنتی بیوتیک ها تحت استرس می باشند. با این حال این شرایط ممکن است به تخریب ناخواسته پروتئین هایی که هدف نیستند نیز بی انجامد. درکِ ایجاد این تعادل بین تشخیص اختصاصی و تشخیص گسترده، مسئله مهمی است.»

چِن و لائو می گویند «معمای جذاب» نهفته در تحقیق مذکور این بوده است که دریابند CpdR و عوامل دیگر، چگونه چرخه سلول را که متشکل از اتفاقات بسیاری در طی تقسیم سلولی است، این گونه هماهنگ می سازند. محققین ذکر می کنند یافته های جدید آنها درباره نحوه عملکرد آداپتورها قادر است به این سوال پاسخ دهد که یک تنظیم کننده مانند CpdR چطور می تواند بوسیله یک پروتئاز یعنی ClpXP، تخریب پروتئین را به طور سراسری کنترل کند.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

قاسم کیاحیرتی

قاسم کیاحیرتی

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

در حال حاضر، باکتریِ مقاوم در برابر آنتی بیوتیک (MRSA) در طول سال باعث مرگ هفتصد هزار نفر می شود. دانشمندان نگران این موضوع هستند که این آمار در سال 2050 به رقم هولناک ده میلیون نفر در سال برسد. در این بین دانشجویی 25 ساله از دانشگاه ملبورن بنام خانم «شو لام» باور دارد که راه حل را یافته است. او توانست راهی را کشف کند که مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها در باکتری ها را از بین ببرد و اینکار را بدون استفاده از آنتی بیوتیک ها انجام داده است. وی با موفقیت کامل یک مشکل بزرگ در تست های آزمایشگاهی را با استفاده از یک «پلیمرِ ستاره ای شکل» که باعث شکاف در سلولها می شود، برطرف کرده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

تصور کنید که ایمپلنتهای استخوانی آینده از ذرات ریزی از گرافن که با هم جوش خورده اند و به ماده ای جامد تبدیل شده اند، ساخته شوند! این مهم بر اساس مطالعه ای که توسط دانشمندان دانشگاه رایس انجام گرفته امکانپذیر است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

تحقیق جدیدی که مسئولیت آنرا دانشمندان کینگ کالج لندن و دانشگاه بریستول برعهده داشتند مشخص کرد که رژیمهای پرچرب و پرقند در طول بارداری با بروز علائم اختلال کم توجهی (ADHD) در کودکان مرتبط است. این مطالعه در ژورنال Child Psychology and Psychiatry منتشر گردیده و اولین مطالعه در نوع خود است که بیان می کند مشکلات رفتاری کودک و همچنین اختلال کم توجهی و بیش فعالی بخاطر تاثیر مستقیم رژیم غذایی ناسالم مادر مخصوصاً در زمان بارداری است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

محققان موفق شدند طی یک درمانِ آزمایشی در موشهای مبتلا به دیابت، رگهای جدیدی را تولید کنند. این درمان در نهایت می تواند به افرادی که به بیماریهای عروقی مبتلا هستند، امیدهای تازه ای بدهد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

سویلنت 2 هم صبحانه است، هم نهار و هم شام، آنهم بصورت یک نوشیدنی. «سویلنت کافی اِست» برای تامین کافئین و داشتن طعم شکلات، در خودش کمی قهوه دارد. 20 درصد از آنرا ماکروناترینت تشکیل شده تا مواد مغذی روزانه شما را تامین کند. همچنین با اضافه کردن روغنهای موجود در برگه هلو، عصاره های سویا و آمینو اسیدهای موجود در چای سبز در نهایت معجونی برای صبحانه شما آماده می کند که با انرژی فوق العاده صبح خود را آغاز کنید.

مطالعه متن کامل
هوم پاد، خانه ای برای استفاده پناهندگان

هوم پاد، خانه ای برای استفاده پناهندگان

شرکت معماری Wauben Architects اقدام به طراحی هوم پاد نموده است که یک منزل مسکونی برای تامین مسکن پناهندگان می باشد. از این خانه می بایست در زمین های خالی استفاده کرد.

مطالعه متن کامل
نگاهی به استفاده از 10 تکنولوژی قدیمی که هنوز قصد مردن ندارند

نگاهی به استفاده از 10 تکنولوژی قدیمی که هنوز قصد مردن ندارند

مهندسان تکنولوژی می‌دانند که تکنولوژی‌ها با گذشت کم و بیش 2 سال "کهنه" می‌شوند. با این حال، تکنولوژی‌های قدیمی وجود دارند که هنوز امروزه به هر دلیلی تولید شده یا مورد استفاده قرار می‌گیرند. نیازی به ماشین زمان جهت دیدن این تکنولوژی‌ها ندارید و در ادامه می‌توانید برخی از این تکنولوژی‌های محبوب را مشاهده کنید.

مطالعه متن کامل
فرار از حس غرق شدن در فناوری، با طراحی اثاثیه از فلز برنز

فرار از حس غرق شدن در فناوری، با طراحی اثاثیه از فلز برنز

فرانک ژپکما، طراح ارشد و موسس استودیوی هلندی ِ tjepمی گوید"به عنوان واکنشی در برابر دیجیتالی شدن و مجازی سازی تمامی نیازهای بنیادین انسان و حتی عشق و دوستی، من احساس می کنم تولید آثاری که برخلاف روند جاری باشند ضروری است". استودیوی tjep کلکسیونی از عصر برنز را برای نمایش در designblok prague 2014 در فضای تاریخی و مزین سالن رقص قصر colloredo mansfeld ارائه داده است.

مطالعه متن کامل
بسیاری از اختلالات روانی بر روی نواحی مشابهی در مغز اثر می‌گذارند.

بسیاری از اختلالات روانی بر روی نواحی مشابهی در مغز اثر می‌گذارند.

نتایج مطالعه‌ای جدید نشان داد بسیاری از اختلالات روانی که با هم خیلی متفاوت هستند در طیفی شامل اسکیزوفرنی تا افسردگی، از نواحی مشابهی در مغز نشات می‌گیرند.

مطالعه متن کامل
فرودگاه جدید استانبول پس ازتکمیل یکی از شلوغ ترین فرودگاه های جهان خواهد بود.

فرودگاه جدید استانبول پس ازتکمیل یکی از شلوغ ترین فرودگاه های جهان خواهد بود.

تصاویر جدیدی از فرودگاه جدید استانبول ترکیه منتشر شده که قرار است جایگزین فرودگاه آتاتورک کنونی شود. این فرودگاه، علاوه بر بدل شدن به یکی از شلوغ ترین فرودگاه های جهان، به گفته معمار پروژه اش گریمشاو، بزرگترین ترمینال مسقف را نیز در میان تمام فرودگاه ها خواهد داشت.

مطالعه متن کامل