21 دسامبر 2023- آمینو اسیدها- بلوک های سازنده پروتئین ها- به دو شکل مختلف L و Dوجود دارند. در حالی که همه پروتئین‌های طبیعی منحصراً از اسیدهای آمینه L تشکیل شده‌اند، عملکرد اسیدهای آمینهD علیرغم وجود در غذاهایی که هر روز می‌خوریم، هنوز به خوبی مشخص نشده است.

اکنون، یک تیم تحقیقاتی از چندین انستیتو به رهبری دانشگاه اوزاکا، عملکرد یک اسید آمینه ی نوع D را آشکار کرده است: -Dآلانین. برای درک چگونگی کشف عملکرد این اسید آمینه، به پیش زمینه کمی نیاز داریم.

ساعت شبانه روزی، یک نوسان طبیعی در بدن ما که با چرخه 24 ساعته روز و شب هماهنگ است، بر بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی تأثیر می گذارد. یکی از آنها گلوکونئوژنز است که در آن می توان گلوکز جدیدی برای حفظ سطح انرژی به جای دریافت کربوهیدرات ایجاد کرد. در حالی که مشخص شده است که گلوکونئوژنز با ریتم شبانه روزی تغییر می کند، دلیل آن ناشناخته بود.

با این حال، سرنخ هایی وجود داشت. دی آلانین در بافت هایی یافت می شود که گلوکز را متابولیزه می کنند و گزارش شده است که تغییرات کمی در غلظت D-آلانین در خون و ادرار با ریتم شبانه روزی رخ می دهد. با استفاده از تجهیزات ویژه و یک تکنیک تحلیلی پیشرفته، محققان توانستند تغییرات در سطوح بسیار کم این اسید آمینه را شناسایی و اندازه گیری کنند. سپس محققان دریافتند که سطوحدی-آلانین به طور قابل اعتمادی با ساعت شبانه‌روزی تغییر می‌کند. آنها دریافتند که این تغییرات ناشی از حذف دی آلانین از طریق ادرار است، فرآیندی که توسط کلیه کنترل می شود. آنها همچنین نشان دادند که خواب در تنظیم سطح دی آلانین کلیدی است.

دکتر شینسوکه ساکای، نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: ما تصمیم گرفتیم ببینیم که وقتی کلیه در معرض دی-آلانین قرار می گیرد چه ژن هایی بیان می شوند. ما از تحلیل یادگیری عمیق با الگوریتم جنگل تصادفی تکراری برای شناسایی ژن‌های هدف استفاده کردیم. ما دریافتیم کهدی-آلانین هر دو ژن مرتبط با گلوکونئوژنز و ژن‌های مرتبط با ریتم شبانه روزی را تنظیم می‌کند.

تجزیه و تحلیل فاکتورهای رونویسی، که پروتئین هایی هستند که بیان ژن را تنظیم می کنند، نشان داد که تغییرات ناشی از D-alanine توسط پروتئینی به نام Cry2 که یک تنظیم کننده کلیدی ریتم شبانه روزی است، واسطه می شود. تحت شرایط اختلال در ریتم شبانه روزی، درمانبا دی-آلانین ریتم روزانه را بهبود بخشید.

دکتر تومونوری کیمورا، نویسنده ارشد این مقاله گفت: «از طریق این آزمایش‌ها، ما توانستیم نشان دهیم که دی-آلانین یک واسط بین گلوکونئوژنز در کلیه و ساعت شبانه‌روزی است و D-alanine گلوکونئوژنز را از طریق شبکه رونویسی شبانه‌روزی فعال می‌کند».

آشکار کردن ارتباط بین دی-آلانین و ساعت شبانه روزی نشان دهنده ی یک گام بزرگ رو به جلو در درک ما از این اسیدهای آمینه ی نادر است. یک احتمال هیجان انگیز، ابداع درمان های جدید برای بیماری های مرتبط با گلوکز، به عنوان مثال، دیابت، و اختلالات ساعت شبانه روزی، مانند اختلالات خواب است.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20231221/D-alanine-linked-to-gluconeogenesis-in-the-kidney-and-circadian-clock.aspx