18 مه 2022- پژوهشگران دانشگاهUT Southwestern ، یک مسیر مولکولی را کشف کرده‌اند که به سلول‌ها اجازه می‌دهد زمان اتمام ذخایر لیپیدی‌شان را احساس کنند و باعث ایجاد موجی از فعالیت‌هایی می شود که از گرسنگی جلوگیری می‌کنند. این یافته ها که در مجله ی Natureگزارش شده است، ممکن است روزی به راه های جدیدی برای مبارزه با اختلالات متابولیک و انواع دیگر بیماریها منجر شود.

دکتر پیتر داگلاس، رهبر این مطالعه و استادیار زیست شناسی مولکولی در UT Southwestern، گفت: لیپیدها برای تأمین انرژی و نقششان در اجزای غشاها و سایر ساختارهای سلولی، حیاتی هستند. به نظر می‌رسد مکانیسمی که ما کشف کردیم راهی برای سلول‌ها برای اندازه‌گیری سطح لیپیدها، بدون نیاز به تمایز بین انواع بسیار مختلف چربی، باشد.

دکتر داگلاس، یکی از اعضای مرکز علوم و پزشکی رژنراتیو Hamon در  UT Southwestern، توضیح داد که سلول‌های پستانداران دارای ده‌ها هزار نوع مختلف از لیپیدها با ساختار شیمیایی متمایز هستند، دسته‌ای از مولکول‌های متشکل از زنجیره‌های هیدروکربنی که غنی‌ترین مواد شیمیایی در بدن از نظر انرژی‌ هستند. در دهه 1990، برندگان جایزه نوبلUT Southwestern پرفسور مایکل براون، و جوزف گلدشتاین، هر دو استاد ژنتیک مولکولی و پزشکی داخلی، اولین مسیر سنجش چربی را کشف کردند: مسیرSREBP، که به سلول ها کمک می کند تا سطوح کلسترول را با سنجش نوعی از لیپیدها به نام استرول ها تنظیم کنند.

دکتر داگلاس گفت: اجزای موجود در مسیرSREBP این کار را با اتصال مستقیم به مولکول­های استرول انجام می دهند. با این حال، برای تطبیق تعداد زیادی از انواع مختلف لیپیدها، مکانیسم‌های حسی دیگری احتمالاً در سلول وجود دارد.

محققان در جستجوی مکانیزمی که سلول‌ها به طور کلی برای سنجش سطوح لیپیدها استفاده می کنند، کرم Caenorhabditis elegans،- گونه‌ای از کرم لوله ای که به‌عنوان یک مدل آزمایشگاهی رایج استفاده می شود و دارای ژن‌های مشترک بسیاری با انسان‌ است-، را از غذا محروم کردند. هنگامی که این حیوانات به مدت 24 ساعت از غذا محروم شدند، محققان مشاهده کردند که پروتئینی به نام گیرنده هورمون هسته‌ای 49 (NHR-49) از سیتوزول - بخش مایع سلول‌ها - به سمت هسته حرکت می کند و در آنجا آبشاری از فعالیت ژنی را که باعث انتقال پروتئین های دیگر به سطح سلول برای جمع آوری مواد مغذی خارج سلولی می شود، ایجاد می کند.

محققان دریافتند که وقتی C. elegans به خوبی تغذیه می‌شود، NHR-49 توسط پروتئینی به نام RAB-11.1 در سیتوزل نگه داشته می شود. این پروتئین متعلق به گروهی از پروتئینها است که به عنوان پروتئین­هایG کوچک معروف هستند که توسط مرحوم پرفسور آلفرد جی گیلمن، برنده جایزه نوبل و رئیس سابق بخش فارماکولوژی در UTSW کشف شد. اما در شرایط گرسنگی، RAB-11.1 پروتئین NHR-49 را رها می کند تا وارد هسته‌ شود.

آزمایشات بیشتر نشان داد که این آزادسازی به دلیل فقدان نوعی لیپید به نام ژرانیل ژرانیل پیروفسفات[1] ایجاد می شود. دکتر داگلاس توضیح داد از آنجایی که سلول ها می توانند تقریباً از هر چربی به عنوان ماده ی اولیه برای ساختن ژرانیل ژرانیل پیروفسفات استفاده کنند، حضور آن به عنوان یک سیگنال کلی برای وجود سطوح قابل قبولی از لیپیدها در سلول ها عمل می کند.

وی افزود: تحقیقات قبلی توسط سایر آزمایشگاه‌ها نشان داده است که اجزای این مسیر در تعدادی از بیماری‌ها و مشکلات سلامتی از جمله بیماری‌های متابولیک، بیماری‌های قلبی عروقی، عفونت‌های ویروسی، پیری عصبی و برخی سرطان‌ها فعال هستند. دکتر داگلاس گفت: دستکاری این مسیر جدید که در سلولها برای سنجش لیپید بکار می رود، در نهایت می تواند منجر به ابداع درمان­های جدیدی برای بیماریهای فوق الذکر شود.

منبع:

https://www.newswise.com/articles/surveillance-pathway-tells-cells-when-they-run-low-on-lipids