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
فعالیت های فیزیکی و ذهنی از بیماری آلزایمر جلوگیری نمی کند!

فعالیت های فیزیکی و ذهنی از بیماری آلزایمر جلوگیری نمی کند!

مطالعات جدید نشان می دهد که فعالیت فیزیکی و ذهنی از بیماری آلزایمر جلوگیری نمی کند، عامل اصلی بیماری آلزایمر رسوب پروتئین "بتا آمیلوئید"(beta-amyloid) است و این پروتئین با تخریب سلول های مغزی موجب بروز این بیماری می شود.

مطالعه متن کامل
انرژیِ این حسگر کوچکِ دما به صورت وایرلس با امواج رادیویی تأمین می‌شود.

انرژیِ این حسگر کوچکِ دما به صورت وایرلس با امواج رادیویی تأمین می‌شود.

یکی از مشکلاتِ ساختمان‌های هوشمند در آینده، وابستگی به سیم‌های متعدد و غیر هوشمند برای تأمین انرژی می باشد. به منظور رفع این مشکل، هائو گائو، پژوهشگر فناوری در دانشگاه آیندهوون (TU/e) به عنوان بخشی از پایان‌نامه‌ی دکتری، حسگر انتقال دمای کوچکی اختراع کرد که انرژی آن با امواج رادیویی تأمین می‌شود. این حسگر دیگر نیازی به باتری یا سیم برای تأمین انرژی ندارد و می‌تواند امواج رادیویی را از روترِ خاصی ‌بگیرد، آنها را تبدیل به الکتریسیته کند و برای انتقال خوانش‌ها از آن استفاده می‌کند.

مطالعه متن کامل
لنز چشمی جدید می تواند به شما قدرت بینایی فراتر از ایده آل بدهد

لنز چشمی جدید می تواند به شما قدرت بینایی فراتر از ایده آل بدهد

دکتر گارت وب یک پزشک کانادایی است که ادعا می کند یک لنز مصنوعی برای کاشت در چشم طراحی کرده است که می تواند به فرد قدرت بینایی فراتر از 20/20 بدهد. به گفته ی او جایگذاری این لنز برای یک چشم پزشک حرفه ای تنها 8 دقیقه کار می برد و پس از آن بیمار هیچگاه به عینک نیاز نخواهد داشت. سؤالات زیادی در مورد این لنزها مطرح است اما ساخت آنها غیرممکن نیست.

مطالعه متن کامل
مصرف ماهی بیشتر با ریسک کمتر ابتلا به افسردگی ارتباط دارد

مصرف ماهی بیشتر با ریسک کمتر ابتلا به افسردگی ارتباط دارد

بر طبق تحلیلی که به تازگی روی مطالعات سابق انجام گرفته است، افرادی که در رژیم غذایی خود از ماهی به میزان زیادی استفاده می کنند با خطر پایین تر ابتلا به افسردگی مواجه می شوند

مطالعه متن کامل
نکته سلامتی: تغییر آب و هوا بر سلامتی اثر می گذارد

نکته سلامتی: تغییر آب و هوا بر سلامتی اثر می گذارد

حرارت زیاد، گرما و خشکسالی باعث بروز برخی آلودگی ها می شوند که در ادامه به سه مورد اشاره می کنیم. با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل