به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تولید مثل یک فرآیند انرژی بر است که نیاز به هماهنگی سیستمیک دارد. با این حال، مکانیسم‌های سیگنال دهی بین ارگانی که وضعیت مواد مغذی را برای تعدیل خروجی تولیدمثل انتقال می‌دهند، به خوبی درک نشده‌اند. وضعیت تغذیه عملکردهای پرهزینه انرژی مانند تولید مثل را تنظیم می‌کند. بافت چربی هم به عنوان ذخیره انرژی و هم به عنوان یک حسگر متابولیک عمل می‌کند. این حسگر از طریق یک سری فاکتورهای رونویسی و پروتئین‌های مؤثر، معروف به پاسخ استرس یکپارچه (ISR) عمل می‌کند. با این حال، مکانیسمی که چربی برای ارسال سیگنال به بافت‌هایی مانند تخمدان‌ها برای برقراری ارتباط با شرایط مواد مغذی استفاده می‌کند، ناشناخته است. در مطالعه‌ای که در Cell Reports منتشر شد، یک تیم در دانشگاه پیتسبورگ بررسی کردند که چگونه بافت چربی موجود در مگس سرکه بر اساس استرس متابولیک تولید مثل را تنظیم می‌کند. این یافته‌ها می‌تواند به پاسخ به سؤالات مربوط به ناباروری که از عدم تعادل مواد مغذی ناشی می‌شود کمک کند.

ارتباط میان تغذیه و رفتارهای تولید مثلی

رفتارهای اساسی یک موجود زنده، مانند تغذیه و تولید مثل، از وضعیت متابولیک آن مشخص می‌شود. تولید مثل به در دسترس بودن مواد مغذی برای حمایت از هزینه انرژی بالای گامتوژنز و رفتارهای تولید مثلی مرتبط است. در ارگانیسم‌های چند سلولی، بافت چربی به عنوان اندام ذخیره چربی عمل می‌کند و به عنوان یک مرکز سیگنال به اندام‌های محیطی برای برقراری ارتباط با وضعیت مواد مغذی عمل می‌کند. در نتیجه، هموستاز بافت چربی به طور گسترده بر ظرفیت تولید مثل تأثیر می‌گذارد. نقص در چنین هموستازی به دلیل ناکافی یا بیش از حد لیپیدهای رژیم غذایی منجر به کاهش باروری به خصوص در زنان می‌شود. بنابراین علاقه فوق العاده ای در درک مکانیسم‌های مولکولی وجود دارد که هموستاز بافت چربی را حفظ می‌کنند و سیگنال‌های بین اندامی که از دست دادن چنین هموستازی را به اندام‌های محیطی مانند تخمدان منتقل می‌کند. گزارش شده است که بافت‌های با متابولیک بالا، مانند چربی و کبد، برای حفظ هموستاز به مسیرهای پاسخ استرس متکی هستند.

درباره مطالعه

آلیسا آرمسترانگ، زیست‌شناس سلولی و تولیدمثلی در دانشگاه کارولینای جنوبی، می‌گوید: «یکی از چیزهای کلی در تلاش برای کشف اینکه چگونه بافت‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، این است که احتمالاً برخی از عوامل این ارتباط را انجام می‌دهند. مدتی است که این عوامل کاملاً مبهم بوده است.» دیپیکا واسودوان، زیست‌شناس سلولی در این زمینه می‌گوید: «ما پاسخ‌های استرس را راهی برای مقابله ارگانیسم یا سلول با نیروهای خارجی می‌دانیم، اما معلوم شد که این مکانیسم‌های پاسخ استرس، از نظر تکاملی، فقط برای عملکرد هموستاتیک مهم هستند.» دانشگاه پیتسبورگ و نویسنده این مطالعه. قبلاً، او مشاهده کرد که حذف کریپتوسفال، فعال کننده فاکتور رونویسی 4 (Atf4) در انسان، بلوغ تخمک‌ها را کاهش می‌دهد و باعث مرگ سلولی و توقف بیشتر در طول فرایند تکوین می‌شود.

شواهد جمع آوری شده

درمطالعه حاضر، Vasudevan و تیم او مکانیسم پشت این نقص باروری را بررسی کردند. آنها یک مدل مگس کوبنده (Atf4 KD) با کاهش بیان  Atf4 به ویژه در بافت‌های چربی حیوانات تولید کردند. این جهش باعث می‌شود تخمک‌های در حال رشد در طی اووژنز، به نام فولیکول‌ها، در طی بلوغ زودرس بمیرند. با این حال، محققان خاطرنشان کردند که این اغلب در مراحلی رخ می‌دهد که فولیکول‌ها مقادیر زیادی لیپوپروتئین به نام پروتئین زرده را از سلول‌های چربی جذب کنند. آنها مشاهده کردند که کاهش Atf4 در بافت چربی مگس، میزان پروتئین زرده تولید شده در سلول‌های چربی را کاهش می‌دهد و در نتیجه دسترسی محدود به این ماده مغذی برای ارسال به فولیکول‌ها را ایجاد می‌کند.

بررسی نقش فاکتور رونویسی Atf4

Atf4 در سیگنال‌دهی حسگر مواد مغذی نقش دارد، بنابراین تیم بررسی کردند که آیا منجر به اختلال در رشد تخمک‌ها می‌شود یا خیر. این تیم به مگس‌های نوع وحشی و Atf4 KD با رژیم غذایی کمبود مواد مغذی تغذیه کردند و افزایش مرگ فولیکول‌ها را در هر دو گروه مشاهده کردند. با این حال، در حالی که معرفی مجدد مگس‌های معمولی به یک رژیم غذایی استاندارد این اثرات را معکوس کرد، مگس‌های Atf4 KD بهبود نیافتند. لیدیا گرمای، زیست‌شناس سلولی و عضو فوق‌دکتری در آزمایشگاه واسودوان، توضیح داد: «تا آن زمان، ما قبلاً به این نتیجه رسیده بودیم که وقتی از شر این عوامل استرس‌زا در بافت چربی خلاص می‌شویم، اووژنز کارآمدتری به دست می‌آوریم». او در ادامه گفت که وقتی دید که مگس‌های جهش یافته دارای تخمک‌های بیشتری در تخمدان‌های خود هستند، مشکوک شد که اشتباه کرده است. سپس او همان نتیجه را در آزمایش دیگری مشاهده کرد. او گفت: "در نهایت، ما به این ایده رسیدیم که "خوب، شاید آنها بتوانند چند زایگوت هم درست کنند.

کشف چهار ژن کاندید مهم در فرایند تخمک گذاری

واسودوان گفت: «[گرمی] یک نقص در تخمگذاری دید که عمدتاً یک نقص عصبی است. این باعث شد که تیم به کشف نوروپپتیدها تحت کنترل Atf4 بپردازد. آنها به داده‌های منتشر شده توالی یابی ایمنی کروماتین مراجعه کردند و چهار ژن کاندید پیدا کردند. پس از حذف هر ژن به صورت جداگانه در بافت چربی، آنها مشاهده کردند که CNMa، که نوروپپتیدی به همین نام را رمزگذاری می‌کند و به موتیف C ترمینال آن اشاره دارد، بیشترین تأثیر را بر تخمک گذاری داشت. برای تأیید اینکه از دست دادن این نوروپپتید از طریق کاهش فعالیت Atf4 باعث احتباس تخمک می‌شود، محققان بیان CNMa را در حیوانات Atf4 KD تکمیل کردند و کاهش تخمک‌های بالغ باقی مانده در تخمدان‌های مگس را مشاهده کردند. آرمسترانگ گفت، دیدن شناسایی یک نوروپپتید خاص که در واقع از بافت چربی برای صحبت با گیرنده‌های مغز ترشح می‌شود، خوب است. او اشاره کرد که علاقه مند است ببیند این مسیر سیگنالینگ روی چه مراحل دیگری از بلوغ تخمک و تخمک گذاری ممکن است تأثیر بگذارد.

کشف مکانیسم‌های مولکولی  پایین دست CNMa

Vasudevan و Grmai علاقه مند به کاوش بیشتر مکانیسم‌های مولکولی و اهداف در این سیستم هستند، اما در نظر بگیرید که کار حاضر یک رابط تنظیمی بالقوه را نشان می‌دهد. گرمای گفت: "این رویداد سیگنالینگ در بافت چربی می‌تواند به نوعی در این نوع نقش تنظیمی قرار گیرد تا بتواند محیط را حس کند و سپس آن سیگنال‌ها را به این بافت‌های مختلف منتقل کند." محققان این کار را دارای مفاهیم گسترده ای برای کمک به درک زیست شناسی تولید مثل و همچنین زیست شناسی چربی و تنظیم هموستاز می‌دانند.

پایان مطلب/.