[ad_1]

ساختار پنهان موجود در ماشین های متابولیک عمده

محفظه های جدا شده از غشا در داخل پراكسی زوم سلول های گیاهی Arabidopsis thaliana 4 روزه در این تصویر از میكروسكوپ مخلوط قابل مشاهده است. سلول ها از نظر ژنتیکی اصلاح شده و پروتئین های فلورسنت را در غشا ((سبز) و لومن (بنفش) پراکسیزوم ها تولید می کنند. (عکس با مجوز از زاخاری رایت / دانشگاه رایس) اعتبار: زاخاری رایت / دانشگاه رایس

در اولین سال تحصیلات خود در مقطع تحصیلات تکمیلی ، بیوشیمی دان دانشگاه رایس ، زاخاری رایت ، چیزی را پنهان کرد که در قسمت مشترکی از دستگاه های سلولی پنهان است و این برای یک عمر با درجه بالاتر از مخمر به انسان ضروری است.

آنچه رایت در سال 2015 دیده است – زیرمجموعه های اندامک ها به نام پراکسی زوم – در مطالعه ای که امروز در آن منتشر شده است ، توصیف شده است ارتباطات طبیعت

دکتر رایت ، بانی بارتل ، یکی از نویسندگان این تحقیق گفت: “این بدون شک غیر منتظره ترین چیزی است که آزمایشگاه ما تاکنون کشف کرده است.” مشاور و عضو آکادمی ملی علوم. “این ما را ملزم می کند که در مورد همه آنچه فکر می کردیم در مورد پراکسیزوم ها می دانیم ، تجدیدنظر کنیم.”

پراکسی زوم ها محفظه هایی هستند که سلول ها مولکول های چربی را به انرژی و مواد مفید تبدیل می کنند ، مانند غلاف های میلین که از سلول های عصبی محافظت می کنند. در انسان ، اختلال عملکرد پراکسی زومی با اختلالات متابولیکی شدید همراه است و پراکسی زوم ها ممکن است به طور گسترده ای برای تخریب عصب ، چاقی ، سرطان و اختلالات مربوط به سن استفاده شوند.

هنوز درباره پراكسیزوم ها چیزهای زیادی ناشناخته است ، اما ساختار اساسی آنها – یك ماتریس دانه ای كه توسط غشایی كیسه مانند احاطه شده است – در سال 2015 مورد سوال نبود. بارتل گفت این یکی از دلایل تعجب آور کشف رایت بود.

وی با اشاره به یک چیز شگفت آور دیگر در کشف رایت گفت: ما ژنتیک هستیم ، بنابراین به چیزهای غیر منتظره عادت کرده ایم. اما آنها معمولاً به Technicolor نمی رسند: تصاویر رنگی زیبا که هم دیواره واحدهای پراکسی زومی و هم آنها را نشان می دهد. فضای داخلی این تصاویر به دلیل گزارشگران درخشان فلورسنت ، نشانگرهای درخشان پروتئینی که رایت برای آزمایش استفاده کرده است ، امکان پذیر بوده است. بیوشیمی ها ژن ها را در ارگانیسم های مدل اصلاح می کنند – آزمایشگاه بارتل از گیاهان Arabidopsis استفاده می کند – تا آنها را با پروتئین های فلورسنت به روشی کنترل شده برچسب گذاری کند که می تواند سرنخی از عملکرد و اختلال عملکرد ژن های خاص را نشان دهد ، از جمله برخی از آنها باعث بیماری در انسان ، حیوانات و گیاهان می شود. .

رایت که اکنون دانشجوی دکترا در آزمایشگاه بارتل است ، در سال 2015 گزارشگر جدیدی را آزمایش می کرد که واحدهای پراکسی زومی را مشاهده کرد.

بارتل گفت: “من هرگز فکر نمی کردم زاک کار اشتباهی انجام داده باشد ، اما فکر نمی کردم این کار واقعی باشد.” وی معتقد بود که این تصاویر باید حاصل برخی مصنوعات باشد ، عملکردی که در سلول وجود ندارد ، اما در عوض توسط این آزمایش ایجاد شده است.

او با فکر می گوید: “اگر چنین بود ، کسی متوجه می شد.”

رایت گفت: “اساساً ، از آن لحظه به بعد ، سعی کردم آنها را درک کنم.” او ابزار خود را بررسی کرد ، آزمایشات خود را تکرار کرد و هیچ مدرکی در مورد یک مصنوعات پیدا نکرد. وی شواهد بیشتری از واحدهای مرموز جمع آوری کرد و در پایان با مطالعه تحقیقات قدیمی در کتابخانه فوندرن قرار گرفت.

وی گفت: “من واقعاً به ادبیات قدیمی مربوط به پراكسی زوم ها از دهه 60 نگاه كردم و دیدم كه آنها چنین مواردی را مشاهده می كنند و فقط آنها را نمی فهمند.” “و این ایده فقط گم شد.”

در مطالعات دهه 1960 و اوایل دهه 1970 تعداد زیادی ارجاع به این بخشهای داخلی وجود دارد. در هر صورت ، محققان روی چیز دیگری تمرکز کردند و مشاهدات را بصورت گذرا ذکر کردند. و همه مشاهدات با میکروسکوپ های الکترونی عبوری انجام شد که وقتی میکروسکوپ کانفوکال در دهه 1980 به طور گسترده در دسترس قرار گرفت هیچ فایده ای نداشت.

بارتل گفت: “این بسیار آسان تر از میکروسکوپ الکترونی است.” “تمام زمینه ها شروع به انجام میکروسکوپ کانفوکال کردند. و در روزهای اولیه میکروسکوپ کانفوکال ، پروتئین ها آنقدر روشن نبودند.”

رایت همچنین در سال 2015 از میکروسکوپ کانفوکال استفاده کرد ، اما خبرنگاران درخشانی که حل ویژگی های کوچک را آسان تر کردند. کلید دیگر: او پراکسی زومهای نهال Arabidopsis را بررسی کرد.

رایت گفت: “یك دلیل فراموش شده این است كه پراكسیزومهای موجود در سلولهای مخمر و پستانداران كمتر از وضوح نور هستند.” “با میکروسکوپ فلورسانس ، شما فقط می توانید یک نقطه را ببینید. این فقط حدی است که نور می تواند ایجاد کند.”

پراکسی زوم هایی که وی به آنها نگاه می کرد تا 100 برابر بزرگتر بودند. دانشمندان مطمئن نیستند که چرا پراکسیزوم ها در نهال Arabidopsis بسیار زیاد می شوند ، اما آنها می دانند که بذرهای جوانه دار Arabidopsis تمام انرژی خود را از چربی ذخیره شده می گیرند تا زمانی که برگ های گیاهچه از انرژی فتوسنتز شروع به تولید انرژی می کنند. در طول جوانه زنی ، آنها توسط قطرات کوچک بیشماری روغن نگهداری می شوند و پروکسیزوم آنها برای پردازش روغن باید اضافه کاری داشته باشد. در صورت رشد ، چندین برابر بزرگتر از حد طبیعی رشد می کنند.

رایت گفت: “پروتئین های فلورسنت درخشان ، همراه با پراكسیزوم های بسیار بزرگتر در Arabidopsis ، این امر را بسیار واضح و بسیار آسان تر كرده است.”

اما پراکسی زوم ها نیز بسیار محافظت می شوند – از گیاهان گرفته تا مخمر گرفته تا انسان ، و بارتل گفت که نکاتی وجود دارد که نشان می دهد این ساختارها از ویژگی های مشترک پراکسی زوم ها هستند.

“پراکسی زوم ها یک اندامک اصلی است که برای مدت زمان طولانی با یوکاریوت بوده و در یوکاریوت ها مشاهده شده است ، اغلب به ویژه در جهش یافته ها ، که پراکسی زوم ها یا بزرگتر هستند و یا پر از پروتئین نیستند و بنابراین آسان تر تجسم می شوند ، “من گفتم. اما انسانها لزوماً به این مشاهدات توجه نکرده اند ، زیرا پراکسی زومهای بزرگ نتیجه جهش های خاصی هستند.

محققان مطمئن نیستند که واحدها چه هدفی را دنبال می کنند ، اما رایت یک فرضیه دارد.

رایت گفت: “وقتی در مورد مواردی مانند اکسیداسیون بتا یا متابولیسم چربی صحبت می کنید ، به جایی می رسید که مولکول ها دیگر نمی خواهند در آب باشند.” “هنگامی که شما به نوعی واکنش بیوشیمیایی سنتی فکر می کنید ، ما فقط یک بستر داریم که در محیط آبی سلول – لومن شناور است و با آنزیم ها ارتباط برقرار می کند. اگر چیزی داشته باشید که نخواهید در آب آویزان کنید ، خیلی خوب کار نمی کند. “

وی گفت: بنابراین اگر از این غشاها برای حل متابولیت های محلول در آب و دسترسی بهتر به آنزیم های لومن استفاده می کنید ، این می تواند یک استراتژی معمول برای مقابله موثرتر با این نوع متابولیسم باشد.

بارتل گفت این کشف همچنین زمینه جدیدی برای درک اختلالات پراکسی زومی فراهم می کند.

وی گفت: “این کار می تواند راهی برای درک برخی از علائم و بررسی بالقوه بیوشیمی ایجاد کننده آنها باشد.”


یک مطالعه جدید نشان می دهد که چگونه گروهی از اختلالات جدید مبتنی بر اندامک بر سلول ها تأثیر می گذارند


اطلاعات بیشتر:
Zachary J. Wright و همکاران ، پراکسی زوم ها وزیکول های داخل روده ای را تشکیل می دهند که در کاتابولیسم اسیدهای چرب و جداسازی پروتئین در Arabidopsis نقش دارند ، ارتباطات طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41467-020-20099-y

تهیه شده توسط دانشگاه رایس

نقل قول: ساختار پنهان موجود در ماشینهای متابولیک عمده (2020 ، 4 دسامبر) ، در تاریخ 4 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-hidden-essential-metabolic-machinery.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور تحقیق خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir