کشف سوئیچ مولکولی سلامت متابولیسمی

29 ژوئن 2015- کمپلکس پروتئینی mTORC1یک تنظیم کننده ی مرکزی متابولیسم سلولی است.در حالت فعال، این کمپلکس پروتئینی، فرآیندهای آنابولیک را تحریک کرده و تولید و ذخیره سازی پروتئین ها و چربی ها را افزایش می دهد. محققان موسسه لایبنیتس آلمان و موسسه ی هلندی ERIBA  در گرونینگن، مکانیسمی را کهmTORC1 در تنظیم متابولیسم بکار می گیرد، کشف کردند: این کمپلکس بیان نوع خاصی از عامل تنظیم کننده ی رونویسی بنام C / EBPβرا کنترل می کند. حذف این نوع خاص ازC / EBPβ  ، در موش منجر به سلامت متابولیکی موش می شود، در این حالت موشها لاغر شده و حساسیت به انسولین در آنها بهبود می یابد. نتایج این مطالعه اساس استراتژی های جدیدی برای درمان بیماری های متابولیک مانند چاقی و دیابت نوع دوخواهد بود.

mTORC1  یا mammalian target of rapamycin complex 1  ، یک تنظیم کننده مرکزی متابولیسم سلولی است و فعالیت آن با در دسترس بودن مواد مغذی و سیگنالهای رشد تنظیم می شود.

اگر این کمپلکس فعال شود، سوخت و ساز آنابولیک بدن تحریک شده و تولید پروتئین ها و چربی ها افزایش می یابد که نتیجه ی آن افزایش بیوماس است که پیش نیاز رشد بافت می باشد. فعال شدن بیش از حد    mTORC1بدلیل تغذیه ی بیش از حد، ممکن است به چاقی و ترویج بیماریهای متابولیک مانند دیابت نوع دو منجر شود. در مقابل، رژیم غذایی با محدودیت کالری، فعالیتmTORC1  را کاهش می دهد و باعث بهبود سلامتی و افزایش سوخت و ساز بدن  و طول عمر در بسیاری از گونه ها تا پستانداران می شود.

 بسیاری از محققان در طول سال های گذشته  بر عملکردmTORC1 به دلیل نقش حیاتی آن در سوخت و ساز بدن تمرکز کرده اند.با اینحال، اطلاعات کمی در مورد عواملی که به طور خاص توسطmTORC1  کنترل می شوند و مسئول تنظیم ژن هایی هستند که برای تنظیم متابولیسم بدن مهم هستند، گردآوری شده است. نتایج تحقیق اخیر در مجلهEMBO Reports  منتشر شد.

روشن و خاموش کردن نسخه برداری ژن سوخت و ساز بدن

پروفسور Calkhovenمی گوید: محققان در حال حاضر اطلاعات زیادی در مورد چگونگی فعال شدن  mTORC1توسط مواد مغذی در دست دارند، اما در مورد عوامل پایین دستی تنظیم ژنهای متابولیسم بدن که تعیین کننده ی وضعیت سوخت و ساز بدن یک موجود زنده است، اطلاعات محدودی کشف شده است. عملکرد اصلیmTORC1 تحریک ترجمه یmRNAاست، که فرآیند بسیار مهم و نهایی در بیان ژن می باشد که منجر به تولید پروتئین های فعال بیولوژیکی می شود. حال ما عاملی راکه توسطmTORC1 کنترل می شود، یافته ایم (  C / EBPβ).

C / EBPβیک تنظیم کننده ی ژن است و ژن های مختلف سوخت و ساز بدن را کنترل می کند.  در داخل سلول، دو نوعC / EBPβ وجود دارد: نوع طولانی که فعال کننده ی ژن است، در حالی که نوع کوتاه آن که سرکوب کننده ی ژن می باشد.

دکتر کریستین مولر می گوید: داده های ما نشان می دهد که mTORC1به طور خاص تشکیل نوع کوتاه C / EBPβ  را ترویج می کند. محققان از یک مدل موش که در آن یک جهش در ژنC / EBPβ ، مانع از تولید نوع کوتاه C / EBPβ  می شود (حتی اگرmTORC1 فعال شود) استفاده کردند.

دکتر Zidekمی گوید: جالب اینکه، داده های ما نشان داد موش هایی با این جهش، فنوتیپ متابولیسمی بهبود یافته ای را به نمایش می گذارند که شامل: کاهش متابولیسم چربی، کاهش تجمع چربی ، افزایش حساسیت به انسولین و بهبود تحمل گلوکز است.

متابولیسم سالم

پرفسورCalkhovenمی گوید: این فنوتیپ متابولیسمی سالم که ما در مدل موشهای دارای جهش مشاهده کردیم مشابه با متابولیسم در شرایط محدودیت کالری است، موضوع جالب توجه اینست که این اثرات مثبت را می توان بدون کاهش در مصرف مواد غذایی به دست آورد: موشی لاغر که گرسنه نیست.

او می افزاید: مطالعه ما نشان داد که مکانیسم تنظیم شکل گیری انواع C / EBPβ،یک سوئیچ مولکولی مهم در مسیر متابولیکی است که توسطmTORC1 کنترل می شود، بنابراین، ابداع داروهایی برای هدف قرار دادن بیان ایزوفرمC / EBPβ ممکن است استراتژی امیدوار کننده ای برای درمان بیماری های متابولیک از جمله چاقی و دیابت نوع دو باشد و به این ترتیب مدت زمان سلامت افراد، طولانی تر خواهد شد.

منابع:

EMBO reports, 2015; DOI: 10.15252/embr.201439837

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150629092351.htm