بینشی خیره کننده به عملکرد انسولین درسلول

 دانشمندان استرالیایی مسیر عمل انسولین در سلول را با جزئیات دقیقی که قبلاً هرگز مانند آن انجام نشده است ، ترسیم کردند. این نقشه یک کپی جامع  برای درک اتفاقاتی است که در دیابت صورت می گیرد.

نتایج این تحقیق خارق العاده که توسط پرفسور David Jamesو Sean Humphreyاز انستیتو تحقیقاتی پزشکی Garvanدر سیدنی اجرا گردید، در مجله ی Cell Metabolismبصورت آنلاین منتشرشد.

انسولین که اولین بار درسال 1921 کشف شد، نقش بسیار مهمی در بدن ما دارد این هورمون در پایین آوردن قند خون بعد از صرف غذا به ما کمک می کند. این کار را  از طریق انتقال مولکولهای قند به داخل سلول انجام می دهد. تاکنون ، دانشمندان از عملکرد کلی انسولین مطلع شده اند اما آنها برای درک دقیق چگونگی عملکرد این  هورمون همچنان در تلاشند.

یکی از آخرین تجهیزات آنالیتیکی بنام اسپکتروسکوپی جرمی این امکان را فراهم آورده است که دانشمندان نگاه دقیقی به کمپلکس پیچیده ی موجود در هر سلول  انسانی داشته باشند.

این تجهیزات قدرتمند دانشمندان را به یک زمینه ی علمی به نام پروتئومیکس رهنمون کرده است که در آن به مطالعه ی پروتئین ها در مقیاس بسیار بزرگ می پردازند . پروتئین ها به عنوان لوازم کارسلولها شناخته می شوند و برای انجام اعمال حیاتی ، انرژی مصرف می کنند مانند انقباض عضله ، تپش قلب یا حتی حافظه .

درهر سلول چندین کپی از انواع پروتئین ها وجود دارد (بین ده تا دوازده هزار). این پروتئین ها با یکدیگر از طریق  روشهای گوناگونی در ارتباط هستند. عمومی ترین  فرم این ارتباط فرآیندی بنام فسفوریلاسیون است، مولکولهای فسفات بطور بسیار ظریفی به پروتئین ها به منظور هدایت اطلاعات یا انجام سایر تغییرات در عملکرد پروتئین ها متصل می شوند.

هریک از انواع پروتئین ها در داخل یک سلول دارای جایگاههایی برای فسفوریله شدن  (تا 20 عدد) هستند به این جایگاهها یک مولکول فسفات می تواند اضافه شود.  این اتصال می تواند تعداد کل حالات ممکنه درسلول را از یک لحظه به لحظه ی دیگر به بیلیونها حالت تغییر دهد.

نویسندگان مقاله متوجه شدند تعداد 37248 جایگاه فسفوریلاسیون بروی 5705 پروتئین مختلف وجود دارد که 15 درصد از آنها درپاسخ به انسولین تغییر می کنند .

 به گفته ی پرفسور David James: تا قبل از این تحقیق ما واقعاً درکی از مقیاس و پیچیدگی تنظیماتی که انسولین انجام می دهد، نداشتیم. هنگامیکه بعد از خوردن غذا ، انسولین از پانکراس ترشح می شود و به سوی سلول حرکت می کند آبشاری از فسفوریلاسیون پروتئین ها با اتصال انسولین به سلول اتفاق می افتد. در حقیقت میلیونها اندرکنش که برخی خوبخودی نیستند اتفاق می افتد که دقایقی و برخی دیگر ساعت ها به طول می انجامدند . این فرایند بسیار دقیق و پیچیده و در عین حال با دامنه عملکرد بسیار گسترده واقعاً حیرت انگیز است.

 Sean Humphreyکه کارهای اسپکتروسکوپی جرمی را انجام می دهد بیش از  1500 جایگاه فسفوریلاسیون را در پاسخ به انسولین کشف کرد. او می گوید: این فرایند چشم ما را به عظمت مسیرهای پیام رسانی باز نمود زیرا فسفوریلاسیون تنها یک نوع از فرایندهای پیام رسانی در سلول است، استیلاسیون و متیلاسیون ازانواع دیگر آن هستند اکنون به درک پیچیدگی آنچه روبروی ماست پی برده ایم.

 علاوه بر این درفهرست نویسی فسفوپروتئوم سلول چربی، دانشمندان موفق به  کشف تنظیم جدیدی از یک پروتئین به نام SIN1شدند که کلید درک  وقایع  زنجیره ای است که در هنگام پیام رسانی انسولین اتفاق می افتند . دانشمندان مکانیزیم هایی که در آن پروتئین SIN1بروی سایر پروتئین های تأثیر گذار درداخل سلول اثر می گذارد بخصوص بروی AKtرا توضیح می دهند.

 پرفسور Jamesمی گوید: مطالعات دکتر seanپرده از چگونگی تنظیم پروتئین مهم تنظیم کننده ی داخل سلولی  AKtبرداشت.

AKtنه تنها نقش مهمی در دیابت بازی می کند بلکه در سرطان و سایر بیماریها نیز نقش دارد. کشف فسفوریلاسیون SIN1دیدگاه جدید و مفیدی را  درمورد چگونگی عملکرد واقعی AKtدرسلول برای ما ایجاد کرد.

این روشها که در مقیاس بزرگ انجام گردید به ما درک جدیدی از زیست شناسی انسان ارائه داده که قبلاً انتظارش را نداشتیم . بدون اسپکتروسکوپی جرمی، نمی توانستیم به اهمیت فسفورپلاسیون SIN1درفرآیند کلی پیام رسانی انسولین پی ببریم. این درس جدیدی از اهمیت استفاده ی مفید از تکنولوژی برای کشف چیزهای  جدید درسلول واینکه چگونه سلول خود را تنظیم می کند، می باشد.

منبع : www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130521105704.htm