به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در بدن ما، میلیون‌ها سلول روزانه به پایان خود می‌رسند. برخلاف تصور رایج، سلول‌ها فقط هنگام مرگ منفجر نمی‌شوند. در عوض، یک پروتئین خاص به عنوان محرکی برای پارگی غشای سلولی عمل می‌کند. دانشمندان دانشگاه بازل اخیراً توانسته‌اند مکانیسم دقیق آن را در سطح اتمی روشن کنند. یافته‌های آن‌ها در مجله Nature منتشر شده است. خود از بین بردن سلول‌ها یک فرآیند حیاتی برای همه موجودات زنده است. هنگامی که سلول‌ها آسیب می‌بینند یا با ویروس‌ها یا باکتری‌ها آلوده می‌شوند، یکسری اتفاقات متوالی خود تخریبی داخلی را، آغاز می‌کنند. این مکانیسم ضروری از رشد بالقوه تومورها جلوگیری می‌کند و از گسترش پاتوژن‌های مضر در سراسر بدن جلوگیری می‌کند. در واقع سلول‌های یوکاریوتی می‌توانند تحت اشکال مختلفی از مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی قرار گیرند، که بسیاری از آن‌ها به پارگی غشای پلاسمایی به‌عنوان رویداد پایانی تعیین‌کننده منتهی می‌شوند. مدتها تصور می شد که پارگی غشای پلاسما ناشی از فشار اسمزی است، اما اخیراً نشان داده شده است که در بسیاری از موارد یک فرآیند خاص فعال است که با واسطه پروتئین ننجورین-1(ninjurin-1) انجام می‌شود. این بینش‌های جدید نقطه عطف مهمی در درک مرگ سلولی است.

ninjurin-1

همان طور که پیشتر گفته شد، تا همین اواخر، فرض بر این بود که سلول‌ها به سادگی می‌ترکند و در پایان عمر خود می‌میرند. اکنون، محققان در مرکز بیزانتروم در دانشگاه بازل، دانشگاه لوزان، و دپارتمان علوم و مهندسی بیوسیستم D-BSSE در ETH زوریخ، بینش جدیدی را در مورد مرحله نهایی مرگ سلولی ارائه کرده‌اند. در مجله علمی Nature، آن‌ها توضیح می‌دهند که چگونه پروتئینی به نام ninjurin-1 به رشته‌هایی که مانند زیپ عمل می‌کنند و غشای سلولی را باز می‌کنند، جمع می‌شود و در نتیجه منجر به متلاشی شدن سلول می‌شود. ninjurin-1 یک پروتئین غشای پلاسمایی 16 کیلو دالتونی است که به طور تکاملی حفظ شده و در همه یوکاریوت‌های عالی یافت می‌شود. پیش بینی می‌شود که دارای دو مارپیچ گذرنده است که انتهای آن در فضای خارج سلولی قرار دارد. در طی پیروپتوز ناشی از التهاب، ninjurin-1 باعث پارگی غشای پلاسمایی (PMR) در پایین دست یک واسطه مرگ سلولی به نام گادرمین D (GSDMD) می‌شود، که به نوبه خود توسط برش وابسته به کاسپاز فعال می‌شود. PMR با تشکیل پلیمرهای درجه بالاتر ninjurin-1 و حباب‌های غشایی همزمان است. برای درک بهتر ارتباط بین این رویدادها و مطالعه سینتیک مونتاژ پلیمرهای ninjurin-1 در پاسخ به فعال‌سازی التهابی، آزمایش‌های اتصال عرضی در ماکروفاژهای مشتق از مغز استخوان موش انجام شد.

پروتئین‌ها به عنوان نقطه شکست در غشای سلولی عمل می‌کنند

سیگنال‌های مختلف، مانند اجزای باکتریایی، ماشین مرگ سلولی را تحریک می‌کنند. در مرحله نهایی این فرآیند، غشای محافظ سلول توسط منافذ ریز در معرض خطر قرار می‌گیرد که به یون‌ها اجازه می‌دهد به داخل سلول جریان پیدا کنند. پروفسور سباستین هیلر که ریاست یک گروه تحقیقاتی در بیوزنتروم دانشگاه بازل را بر عهده دارد، توضیح می‌دهد: " درک رایج این بود که سلول متورم می‌شود تا اینکه در نهایت به دلیل افزایش فشار اسمزی منفجر می‌شود. ما اکنون در حال حل و فصل چگونگی نحوه پارگی سلول‌ها هستیم. پروتئین ninjurin-1 به جای ترکیدن مانند یک بالن، یک نقطه شکست در غشای سلولی ایجاد می‌کند و باعث پارگی در محل های خاص می‌شود.  همچنین موریس دگن، دانشجوی دکترا در مرکز بیزانتروم دانشگاه بازل در توضیح چگونگی عملکرد این مکانیزم توضیح داد که: "در پایان عمر، سلول‌ها به سادگی نمی‌ترکند. در عوض، یک پروتئین خاص به عنوان نقطه شکست برای پارگی غشای سلولی عمل می‌کند." با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند میکروسکوپ‌های بسیار حساس و طیف سنجی NMR، دانشمندان توانسته‌اند مکانیسمی را که توسط آن ninjurin-1 باعث پارگی غشاء در سطح اتم‌های منفرد می‌شود، روشن کنند. ninjurin-1  یک پروتئین کوچک است که در غشای سلولی تعبیه شده است. موریس دگن، نویسنده اول این مطالعه و دانشجوی دکترا در دانشکده دکترای موسسه علوم نانو سوئیس توضیح می‌دهد:" به محض دریافت فرمان خودکشی، دو پروتئین ninjurin-1 در ابتدا در کنار هم جمع می‌شوند و یک جسم گوه شکل را به درون غشا هدایت می‌کنند. ضایعات و حفره‌های بزرگ، توسط پروتئین‌های بیشتری که به گوه اولیه متصل می‌شوند، ایجاد می‌شوند.. در این روش، غشای سلولی قطعه به قطعه شکافته می‌شود تا زمانی که سلول به طور کامل متلاشی شود. سپس ضایعات سلولی توسط سرویس تمیزکاری خود بدن خارج می‌شوند." دگن اضافه کرد: " اکنون مشخص شده است که سلول‌ها بدون ninjurin-1 منفجر نمی‌شوند. آن‌ها به دلیل هجوم یون‌ها تا حدی متورم می‌شوند، اما پارگی غشا منوط به عملکرد این پروتئین است. به زودی کتب علمی در مورد مرگ سلولی با این بینش‌های ساختاری زیبا گسترش خواهد یافت."

درمان برای پیشگیری یا ترویج مرگ سلولی

درک عمیق تر از مرگ سلولی، جستجو برای اهداف دارویی جدید را تسهیل می‌کند. مداخلات درمانی برای درمان سرطان قابل تصور است زیرا برخی از سلول‌های تومور از مرگ برنامه ریزی شده سلولی فرار می‌کنند. همچنین، در مورد مرگ زودرس سلولی که در بیماری‌های نورودژنراتیو یا تخریب‌کننده عصبی مانند بیماری پارکینسون یا در شرایط تهدیدکننده حیات مانند شوک سپتیک مشاهده می شود، داروهایی که در این فرآیند اختلال ایجاد می‌کنند، یک گزینه درمانی بالقوه هستند.

پایان مطلب./