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
مداد اتود Penxo

مداد اتود Penxo

Penxo یک مداد مکانیکی است که در آن نه فنری وجود دارد و نه دکمه فشاری و نه هیچ قطعه مکانیکی دیگر!

مطالعه متن کامل
زیست سنسورهای جدید، ابزاری برای مدیریت کارگران میکروبی

زیست سنسورهای جدید، ابزاری برای مدیریت کارگران میکروبی

به تازگی زیست سنسورهای جدیدی تولید شده اند که می تواند کنترل و پیچیدگی میکروب هایی را که به لحاظ سوخت و ساز مورد دستکاری مهندسی قرار گرفته اند ارتقا بدهد، به این ترتیب یک گام به آینده ای که در آن، اقلام شیمیایی ارزشمند توسط باکتری های دست کاری شده ژنتیکی به روش دوستدار محیط زیست تولیدشوند، نزدیک تر شده ایم.

مطالعه متن کامل
نکته سلامتی: کودکان و شرایط رفتن به رختخواب

نکته سلامتی: کودکان و شرایط رفتن به رختخواب

شاید به نظر نرسد ولی حتی خوابیدن (به عنوان یک عملِ اجباری در زندگی انسان ها) نیاز به تعلیم و آموزش دارد. در صورت «توجه به شرایط خواب» و آموزش چند نکته ساده به کودکان، آرامش روانی و سلامت جسمی را به فرزندان خود هدیه داده اید...

مطالعه متن کامل
طناب سوفیا: دسته‌هایی با فناوری هوشمند

طناب سوفیا: دسته‌هایی با فناوری هوشمند

بسیاری از محصولاتی که در زندگی روزانه از آنها استفاده می‌کنیم هوشمند هستند و حالا وقتش رسیده است طناب ورزشی هم در فهرست این محصولات راه پیدا کند (همان طناب‌های پلاستیکی که همه با آن آشنا هستیم). سوفیا نیز طناب هوشمندی است که برای آن دسته از مشتاقان تناسب‌اندام طراحی شده است که دوست دارند آمار و ارقام تمرینات ورزشی‌شان را دم دست داشته باشند. سوفیا نیز به همین منظور فناوری هوشمند را داخل دسته‌های طناب ادغام و کار را آسان کرده است. برخی اطلاعات روی صفحه کوچک روی دسته طناب نشان داده می‌شود. باقی اطلاعات (مثل میزان کالری‌های مصرفی) به داخل گوشی هوشمند جفت شده فرستاده می‌شود.

مطالعه متن کامل
 حیات باستانی سه بعدی

حیات باستانی سه بعدی

رونمایی از یک اکوسیستم دریایی کامل که به طرز استثنایی به خوبی حفظ شده است. طی مطالعه جدیدی که بر روی فسیل های شگفت انگیزی انجام گرفته رازهای پنهانی حیاتِ 190 میلیون سال قبل در سامرست انگلستان، آشکار شده است. به لطف شرایط استثنایی حفاظتی که برای این فسیل ها فراهم بوده است، دانشمندان یک اکوسیستم کامل دریایی را کشف کرده اند. البته قدمت این اکوسیستم پیشتر150 میلیون سال دانسته می شد.

مطالعه متن کامل