به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های ما توسط یک غشای شکننده احاطه شده اند که تنها 5 نانومتر ضخامت دارد، بنابراین سلول‌ها به راحتی توسط فعالیت‌های فیزیولوژیکی از جمله انقباض عضلانی و آسیب بافت آسیب می‌بینند. زیرا آسیب غشای پلاسما (PMD) در همه انواع سلول‌ها به دلیل اختلالات محیطی و فعالیت‌های خودگردان سلولی رخ می‌دهد. با این حال، نتایج سلولی PMD تاکنون تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. برای مقابله با چنین آسیب‌هایی، سلول‌ها به مکانیسم‌هایی مجهز شده‌اند که می‌توانند آسیب‌های غشایی را تا حدی ترمیم کنند. قبلاً اعتقاد بر این بود که آسیب مکانیکی به غشای سلولی باعث دو پیامد ساده سلولی بهبودی یا مرگ می‌شود. ولی در یک مطالعه جدید، محققان یک پیامد سوم مربوط به پیری سلولی را کشف کردند. یافته‌های این مطالعه در Nature Aging منتشر شده است.

غشای دولایه سلول‌های یوکاریوتی

غشای دولایه سلول‌های یوکاریوتی برای وجود آنها حیاتی است، غشای پلاسمایی سلول‌ها را از محیط اطرافشان جدا می‌کند و غشاهای درونی اندامک‌های مختلف را در بر می‌گیرند. بسیار مهم است که این غشاها دست نخورده باشند تا فقط انتقال مولکول‌ها و یون‌ها از طریق آنها انجام شود. مرزبندی معیوب غشاء در واقع با تعداد زیادی از بیماری‌ها از جمله میوپاتی‌ها، اختلالات عصبی مرکزی و محیطی و بیماری ‌ای کرونری مرتبط است. بنابراین بررسی سوراخ‌ها در غشاها هم در طول بیوژنز اندامک‌های دو غشایی و هم در پاسخ به آسیب غشاء در زیست شناسی اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال، تمام هسته‌های تازه تشکیل شده حاوی سوراخ‌های گذرا هستند و تخمین زده شده است که 20 تا 30 درصد از سلول‌های قلب و ماهیچه‌های اسکلتی و 6 درصد از سلول‌های پوست دارای روزنه‌های گذرا در غشای پلاسمایی خود هستند. در حالی که دهانه غشاء در طول بیوژنز اندامک دارای اندازه تعریف شده کمتر از 100 نانومتر است، سوراخ های غشاء به دلیل آسیب ممکن است از چند نانومتر تا چند میکرومتر متغیر باشد.. مکانیسم‌های مولکولی و سلولی که برای مهر و موم کردن چنین سوراخ‌هایی تکامل یافته‌اند در این بررسی مورد بحث قرار خواهند گرفت.

بیماری‌های مختلف ناشی از آسیب غشای پلاسما (PMD)

سلول‌ها انواع اختلالات را بر روی غشای پلاسمایی تجربه می‌کنند که از حمله فیزیکی تا تهاجم پاتوژن را شامل می‌شود. غشای پلاسمایی نیز در اثر فعالیت‌های فیزیولوژیکی از جمله انقباض عضلانی آسیب می‌بیند. درک فزاینده‌ای وجود دارد که پاسخ ناموفق آسیب غشای پلاسما (PMD) باعث بیماری‌های مختلف می‌شود. به عنوان مثال، جهش در پروتئین ترمیم کننده PMD دیسفرلین می‌تواند به یک شکل از دیستروفی عضلانی منجر شود، و جهش در فاکتور پاسخ PMD لیپیدی اسکرامبلاز TMEM16F باعث سندرم اسکات می‌شود.

تبعات آسیب غشای سلولی

پروفسور کیکو کونو، رئیس واحد غشای شناسی مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا و نویسنده ارشد این مطالعه که در آن چندین عضو از اعضای مختلف شرکت داشتند، به یاد می‎آورد: «هنگامی که این پروژه را شروع کردم، صرفاً هدفم درک مکانیسم‌های ترمیم غشای سلولی آسیب دیده بود. "به طور غیرمنتظره ای، ما در نهایت متوجه شدیم که آسیب غشای سلولی، به یک معنا، سرنوشت سلول را تغییر می‌دهد." کلید تعیین سرنوشت سلول، میزان آسیب و هجوم بعدی یون کلسیم است. آسیب غشای نازک سلولی را می‌توان به راحتی ترمیم کرد و به سلول‌ها اجازه می‌دهد بدون هیچ مشکلی به تقسیم سلولی ادامه دهند. بالاترین سطح آسیب غشای سلولی باعث مرگ سلولی می‌شود. با این حال، سطح متوسط ​​آسیب غشای سلولی، سلول‌ها را چندین روز بعد به سلول‌های پیر تبدیل می‌کند، حتی اگر مهر و موم مجدد غشاء موفقیت‌آمیز به نظر می‌رسد.

علت پیری سلولی در بدن انسان چیست؟

سلول‌های سرطانی به طور نامحدود تقسیم می‌شوند. در مقابل، سلول‌های نرمال غیرسرطانی ظرفیت محدودی برای تقسیم سلولی دارند - حدود 50 برابر قبل از اینکه تقسیم به طور غیرقابل برگشت متوقف شود و سلول‌ها وارد حالتی به نام پیری سلولی شوند. سلول‌های پیر هنوز از نظر متابولیک فعال هستند، اما برخلاف سلول‌های جوان و سالم، پروتئین‌های ترشحی مختلفی تولید می‌کنند که پاسخ‌های ایمنی را هم در بافت‌های مجاور و هم در اندام‌های دور تنظیم می‌کنند. این مکانیسم می‌تواند تغییرات مفید و مضر را از جمله تسریع در بهبود زخم، ترویج سرطان و پیری را در بدن ما ایجاد کند. در طول دهه گذشته، مطالعات متعددی گزارش کرده اند که سلول‌های پیر در بدن حیوانات، از جمله انسان، وجود دارد و حذف سلول‌های پیر می‌تواند عملکردهای بدن را در حیوانات آزمایشگاهی جوان کند. با این حال، علت پیری سلولی در بدن انسان یک موضوع بحث برانگیز است.

نتایج کسب شده

در اینجا ما گزارش می‌کنیم که PMD طول عمر همانندسازی را در مخمرهای جوانه‌دار محدود می‌کند و باعث پیری زودرس وابسته به استرس در فیبروبلاست‌های طبیعی انسان می‌شود. ما یک روش ساده برای القای PMD ایجاد کردیم و یک صفحه نمایش سیستماتیک گسترده ژنومی با استفاده از مخمر جوانه زده طراحی کردیم. پروفسور کونو توضیح می‌دهد: «نمایه بیان ژن و بیوانفورماتیک نشان می‌دهد که آسیب غشای سلولی منشأ سلول‌های پیر در بدن ما، به‌ویژه سلول‌های نزدیک به بافت‌های آسیب‌دیده را توضیح می‌دهد». بهترین محرک پیری سلولی، تقسیم سلولی مکرر است. بسیاری از تنش‌های دیگر نیز باعث پیری سلولی، آسیب DNA، فعال شدن انکوژن و تغییرات اپی ژنتیک در محیط آزمایشگاهی می‌شوند. بنابراین تنش‌های مختلف در نهایت از طریق فعال شدن پاسخ آسیب DNA باعث پیری سلولی می‌شوند. با این حال، نویسندگان کشف کردند که آسیب غشای سلولی از طریق مکانیسم متفاوتی که شامل یون‌های کلسیم و ژن p53 سرکوب‌کننده تومور است که باعث پیری سلولی می‌شود. این یافته‌ها ممکن است به توسعه استراتژی برای دستیابی به طول عمر سالم در آینده کمک کند.

پایان مطلب/.