به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان دانشگاه راکفلر اندامک جدیدی را در داخل سلول‌های روده مگس میوه کشف کرده‌اند که در یکی از مدل‌های مورد مطالعه علمی شگفت‌انگیز است. زیرا به عنوان اولین اندامکی است که فسفات را ذخیره می‌کند. اندامک جدید فسفات، یک الکترولیت ضروری برای زندگی را ذخیره می‌کند. هنگامی که با کمبود مواجه می شود، مخزن خود را به شکل فسفولیپیدها آزاد می‌کند، که جزء اصلی ساختار غشایی سلول‌ها هستند Rebekka. Wild ،زیست‌شناس ساختاری در سازمان تحقیقاتی دولتی فرانسه و مرکز ملی تحقیقات علمی وایلد که در این مطالعه شرکت نداشت،گفت: «این یکی از اولین مطالعاتی است که مکان واقعی ذخیره فسفات را در سلول حیوانی پیدا کرده است.

تعریف اندامک‌ها

اندامک‌ها چیست؟ اندامک ساختاری در داخل سلول است که مشابه یک اندام است - اجزای تخصصی برای انجام کارهای خاصی که به کل سلول اجازه می‌دهد را دارد و درست مانند قلب، ریه‌ها و کبد، برای کل بدن شما کار کند. شما احتمالاً برخی از مهم‌های کلاس زیست‌شناسی را به خاطر دارید: هسته کد ژنتیکی را ذخیره می‌کند. میتوکندری به سلول نیرو می‌دهد. یک تاژک به یک سلول اجازه می‌دهد در اطراف شنا کند. اما علیرغم مدت زمانی که ما سلول‌ها را مطالعه کرده‌ایم - اساساً از زمان اختراع میکروسکوپ - ما همچنان به یافتن اندامک‌های جدید، از جمله یکی از نورون‌های حس‌کننده بو که در زمستان گذشته کشف شد، ادامه می‌دهیم. چارلز ژو، ژنتیکدان دانشگاه راکفلر، که تیم او اندامک جدید منتشر شده در نیچر را کشف کرده است، گفت که این کار رازهایی را نشان می‌دهد که هنوز درون سلول‌ها پنهان هستند. زیبایی آنجاست، که سلول منتظر است تا ما آن را کشف کنیم.»

نقش فسفات در سلول

فسفات نقش‌های مهمی در فیزیولوژی ما ایفا می‌کند. این یک جزء کلیدی از مینای دندان و سایر موادی است که دندان‌ها را سفت می‌کند، مسئول معدنی سازی استخوان است و بخش مهمی از غشای سلولی، DNA، RNA و پروتئین‌ها است. به همین خاطر این گروه می‌خواستند نقش فسفات را در کنترل بازسازی بافت در مگس میوه مطالعه کند. برای انجام این کار، تیم تحقیقاتی، مگس‌های میوه را با فسفونوفورمیک اسید تغذیه کردند. چونکه درآنها جذب فسفر (که فسفات از آن مشتق می‌شود) در سلول‌ها منع شده است. هنگامی که محققان شرایط سلول‌ها را بررسی کردند، دریافتند که خاموش کردن این منبع باعث افزایش تولید سلولی می‌شود. بنابراین فسفات برای زندگی ضروری است. در همین راستا نیز اکنون، محققان ساختار کوچکی را در داخل سلول‌های حیوانی کشف کرده‌اند که مانند یک مخزن فسفات عمل می‌کند و به تنظیم سطح مواد مغذی درون سلول‌ها کمک می‌کند و فرآیندهایی را آغاز می‌کند که بافت‌ها را در صورت کمبود آن حفظ می‌کند. محققان این ساختار را به‌عنوان نوع جدیدی از اندامک‌ها طبقه‌بندی می‌کنند.

معرفی ژنی به نام PXo

برای اینکه بفهمند چرا، زو و همکارانش به چگونگی تأثیر فسفات بر بیان ژن نگاه کردند. آنها ژنی به نام PXo را انتخاب کردند که شبیه به ژنی است که در پستانداران برای ایجاد پروتئین‌های حسگر فسفات یافت می‌شود. آنها مشاهده کردند هنگامی که سطح فسفات پایین بود، بیان PXo کاهش می‌یابد و تقسیم سلولی افزایش پیدا می‌کرد. برعکس، زمانی که آنها PXo را برای بیان بیش از حد پروتئین خود مهندسی کردند، تقسیم کند شد. این تیم پروتئین PXo را با یک نشانگر فلورسنت برای ردیابی آن برچسب‌گذاری کردند و دریافتند که با ساختارهای مرموز درون سلول درگیر است. ژو گفت: «اینها کاملاً قابل مشاهده بودند، و ما تعجب کردیم که آنها چه هستند.»

کشف اندامک جدید

با بررسی دقیق تر، تیم ساختارهای بیضی شکلی را یافتند که از لایه‌های غشایی متعدد تشکیل شده بود و پروتئین PXo فسفات را در سراسر آنها نگه داشت. این اندامک که به تناسب بدن PXo نامیده می‌شود، فسفات را به فسفولیپیدها تبدیل می‌کند که سلول‌ها از آن در ساخت غشا استفاده می‌کنند. هنگامی که مگس‌های میوه دریافت فسفات خود را کاهش دادند، اجسام PXo باز شدند و فسفولیپیدهای خود را بیرون ریختند و سیگنال استرسی را ایجاد کردند که تقسیم سلولی را کاهش داد. ژو به کانروی گفت: افزایش تولید سلولی ممکن است راهی برای تثبیت سطوح فسفات باشد؛ ایده این است که سلول‌های بیشتری بتوانند فسفات بیشتری را که به طور ناگهانی در اطراف شناور است جذب کنند. این کشف ممکن است جرقه جستجو برای اندامک های ذخیره کننده فسفات در حیوانات دیگر - از جمله انسان - شود.

یافته‌های کسب شده از مطالعه

فسفات معدنی (Pi) یکی از مولکول‌های ضروری برای زندگی است. با این حال، اطلاعات کمی در مورد متابولیسم و سیگنال‌دهی Pi درون سلولی در بافت‌های حیوانی وجود دارد. به دنبال مشاهده اینکه گرسنگی مزمن Pi باعث افزایش تکثیر در اپیتلیوم گوارشی مگس سرکه شد، ما تشخیص دادیم که گرسنگی Pi باعث کاهش PXo ناقل Pi می‌شود. در راستای گرسنگی Pi، کمبودPXo باعث پرولیفراسیون روده میانی می‌شود. جالب توجه است، آنالیزهای رنگ‌آمیزی و فراساختاری نشان داد که PXo به طور خاص اندامک‌های چندلایه‌ای غیر متعارف (جسم PXo) را مشخص می‌کند. علاوه بر این، با تصویربرداری Pi با حسگر Pi مبتنی بر FRET دریافتیم که PXo سطوح Pi سیتوزولی را محدود می‌کند. اجسام PXo برای بیوژنز به PXo نیاز دارند و به دنبال گرسنگی Pi دچار تخریب می‌شوند. خصوصیات پروتئومی و لیپیدومی اجسام PXo از ویژگی متمایز آنها به عنوان یک ذخیره Pi درون سلولی پرده برداری کرد. بنابراین، گرسنگی Pi باعث کاهش تنظیم PXo و تخریب بدن PXo به عنوان یک مکانیسم جبرانی برای افزایش سیتوزولی Pi می‌شود. در نهایت، ما رابطه مجموعه STRIPAK و JNK signalling3، به‌عنوان واسطه پرتکثیر ناشی از گرسنگی PXo یا Pi را شناسایی کردیم. در مجموع، مطالعه ما اجسام PXo را به عنوان یک تنظیم کننده حیاتی سطوح پی سیتوزولی آشکار می‌کند و یک آبشار سیگنالینگ PXo-Cka-JNK وابسته به Pi را شناسایی می‌کند که هموستاز بافت را کنترل می‌کند.

تحقیقات بیشتر همچنین ممکن است به ما کمک کند بدانیم اندامک چگونه در زندگی سلولی قرار می‌گیرد، چگونه با سایرین تعامل می‌کند و چگونه در طول زمان تغییر می‌کند. شو گفت: «این دریچه را برای بسیاری از سؤالات دیگر باز کرده است.

پایان مطلب/.