کشف ساختار مولکولی ساعت سیرکادین

سوم ژوئن 2014- زیست شناسان متخصص ساختارهای بیولوژیکی به پیشرفت مهمی در جهت درک بهتر عملکرد  ساعت سیرکادین(ساعت شبانه روزی بدن) دست یافتند. ساعت سیرکادین یا ساعت داخلی، ریتم خواب و بیداری و بسیاری از فرآیندهای دیگر بدن را کنترل می کند، برای مثال فشار خون و سیستم  ایمنی.

 یک گروه تحقیقاتی  به سرپرستی  پرفسور Eva Wolfبرای  اولین بار ساختار مولکولی یک کمپکس پروتئینی را تعیین کردند که نقش مهمی در تنظیم  ریتم شبانه روزی بعهده دارد. در همین زمان، آنها کشف  بسیار مهم دیگری را نیز انجام دادند: این مجموعه ی پروتئین  حاوی یون زینک (zn)است که ظاهراً در پایداری  این مجموعه  نقش دارد. این نتایج می تواند اساس استراتژیهای جدید برای درمان  بیماریهایی که در نتیجه ی اختلال عملکرد ساعت  سیرکادین ایجاد می شود را تغییر دهد.

به گفته ی  پرفسور Wolf: ساعت سیرکادین بدن ما  بسیاری از اعمال  فیزیولوژیکی مهم را کنترل می کند اگر ریتم  طبیعی این ساعت دچار اختلال و بهم ریختگی شود (برای مثال در افرادی که  بصورت شیفتی در شب کار می کنند) احتمال بروز اختلالات متابولیک، دیابت یا سرطان  بطور چشمگیری افزایش می یابد. تحقیقات  بنیادی  که توسط گروه پرفسور Wolfانجام شد بروی بدست آوردن  دیدگاه  واضحی  برمکانیزم های مولکولی ساعت سیرکادین متمرکز بود.

 در میان  عناوین  تحقیقاتی  کنونی به cryptochromesکه گروهی از پروتئین های مرتبط با ساعت سیرکادین  در پستانداران هستند  بر می خوریم. علاوه بر تنظیم  ریتم سیرکادین، این گروه  از پروتئینها همچنین در هموستازی  گلوکز و مقدار قندخون نقش دارند. همراه با  یک پروتئین  دیگر که periodنام دارد، این پروتئینها تشکیل مجموعه ای را می دهند  که ساختمان آن به تازگی توسط گروه  پرفسور  Wolfشناسایی گردید.

با آنالیز اشعه Xساختمان کمپکس cryptochrome-period، محققان توانستند  جزئیات  اتمی اندرکنش  بین کریپتوکروم با پروتئین های periodرا مشاهده  کنند، آنها  همچنین متوجه ی یون زینک که حدواسط این اندرکنش است، شدند.

پرفسور Wolfمی گوید: این یون فلزی سبب پایداری این مجموعه ی پروتئینی می شود همچنین بنظر می رسد بروی پیوند دی سولفیدی مجاور تأثیر می گذارد. مطالعات سلولی  انجام شده توسط گروه پرفسور Kramerدر برلین نشان داد که این حالت در سلولهای انسان نیز مشاهده می شود. محققان  انتظار وجود یک باند دی سولفیدیدر شرایط redox(اکسایش – کاهش) که در سیتوپلاسم و هسته ی سلول غالب است، را نداشتند.

وجود باند دی سولفیدی احتمالاً بوسیله ی یون زینک تنظیم  می شود و خود  باند دی سولفیدی  ممکن است  یک حسگر برای نشان دادن  وضعیت متابولیکی  سلول باشد.

پرفسور Wolfبطور خلاصه می گوید: ما فرض می کنیم که شکل گیری این مجموعه ی پروتئینی کریپتوکروم – پریود، مکانیزمی را سبب می شود که از طریق  آن ساعت سیرکادین  با متابولیسم  تعامل می کند در حالیکه  یون زینک و باند دی سولفید  نقش مهمی را در تنظیم  پایداری  این کمپلکس  بازی می کنند.

دانشمندان امیدوارند یافته های بیشتری در مورد عملکرد اصلی این مجموعه ی پروتئینی بدست آورند، هدف آنها تعیین الگوهای  تعامل پروتئین های ساعت های دیگر دربدن است تا در آینده  بتوانند به ابداع  درمانهای  پزشکی برای بیماریهای مرتبط با اختلال ساعت بیولوژیکی کمک کنند.

منبع:www.medicalnewstoday.com/releases/277619.php

سرپرست مترجمین: ماندانا فرخی نیا